ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУВПО «МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» А ГРАРНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ О.Ю. ПЕТРОВ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ И НРАВСТВЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОЛНОЦЕННОГО ПИТАНИЯ Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов России по образованию в области технологии сырья и продуктов животного происхождения в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 260300 – Технология сырья и продуктов животного происхождения по специальностям: 260301 – Технология мяса и мясных продуктов, 260302 – Технология рыбы и рыбных продуктов, 260303 – Технология молока и молочных продуктов Йошкар-Ола, 2008 ББК 51.23 УДК 613.2 П 30 Р еце нз е нт ы: А.Л. Азин, д-р мед. наук, проф. МарГУ; И.Г. Серегин, канд. вет. наук, доц. МГУПБ Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом МарГУ Петров О.Ю., Александров Ю.А. П 30 Медико-биологические и нравственные аспекты полноценного питания: учебное пособие. 2-е изд., доп. / Мар гос. ун-т; О.Ю. Петров, Ю.А. Александров. – Йошкар-Ола, 2008. – 224 с. ISBN 978-5-94808-439-8 Учебное пособие предназначено для студентов аграрно-технологического института всех специальностей, изучающих вопросы технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Может быть полезно для всех, интересующихся вопросами гигиены и профилактики заболеваний, связанных с нарушением питания. ББК 51.23 УДК 613.2 ISBN 978-5-94808-439-8 © О.Ю. Петров, Ю.А. Александров, 2008 © ГОУВПО «Марийский государственный университет», 2008 2 Введение 3 ВВЕДЕНИЕ Питание является одним из важнейших факторов окружающей среды, который обеспечивает организм пластическим материалом и энергией, создает необходимые условия для физиологической и умственной работоспособности, определяет здоровье, активность и продолжительность жизни человека, его способность к воспроизводству. Состояние питания – один из важнейших факторов, обуславливающих здоровье нации. Последние десятилетия характеризуются стойким ухудшением показателей здоровья населения России: снижается средняя продолжительность жизни (58 лет у мужчин и 73 года у женщин), растет общая заболеваемость, смертность на 1000 человек увеличилась с 11,2 в 1990 году до 15,4 в 2000 году. Среди причин заболеваемости и смертности ведущее место занимают сердечно-сосудистые и онкологические заболевания, развитие которых в определенной степени связано с питанием. Снижается уровень грудного вскармливания, ухудшаются показатели здоровья и антропометрические характеристики детей и подростков, состояние здоровья лиц пожилого возраста. Одной из важнейших причин этого является неудовлетворительное питание. По данным Института питания РАМН, выявлены нарушения полноценного питания, обусловленные недостаточным потреблением пищевых веществ (табл. 1). Таблица 1 – Потребление основных продуктов питания в России, кг/год на 1 человека Пищевые продукты Хлебопродукты Мясо и мясопродукты Рыба и рыбопродукты Молоко и молочные продукты Яйца, шт. Сахар Картофель Овощи и бахчевые Фрукты и ягоды Масло растительное Рекоменд. норма 117 78 23,7 390 291 38 117 139 80 13,0 1990 г. 1995 г. 119 72 (6) 20 121 55 (13) 9 1999 г., % от рекоменд. 117 100 42 (11) 54 8,4 29 386 (38) 297 47 (28) 106 89 (12) 35 (15) 10,2 (2,0) 253 (38) 214 31 (18) 124 76 (6 ) 29 (9) 7,4 (1,1) 206 (25) 224 34 (24) 123 79 (11) 30 (14) 8,9 (3,9) 1999 г. 53 77 89 105 57 37 68 Примечание: В скобках дается количество за счет импортируемых продуктов. Важнейшие нарушения пищевого статуса населения России следующие: 3 Введение – избыточное потребление животных жиров; – дефицит полиненасыщенных жирных кислот; – дефицит полноценных (животных) белков; – дефицит витаминов (аскорбиновой кислоты, рибофлавина, тиамина, фолиевой кислоты, ретинола и β-каротина, токоферола и др.); – дефицит минеральных веществ (кальция, железа); – дефицит микроэлементов (селена, цинка, иода, фтора); – дефицит пищевых волокон. Следует отметить, что наряду с существованием общих проблем питания, связанных с недостатками отдельных ингредиентов питания, возникли и новые проблемы информационного характера. В последнее время распространяются различные псевдорекомендации по питанию, предлагаются многочисленные диеты (диета – совокупность характера и режима питания). Неискушенному человеку нелегко разобраться, где шарлатанство, а где рациональные рекомендации. Лучший способ защиты от всего этого – самому знать правила и иметь навыки рационального питания. Следует помнить, что все лженаучные альтернативные теории питания основываются на едином принципе: на игнорировании или исключении из потребления одних пищевых продуктов и преувеличении (абсолютизации) роли других. Это противоречит принципам разнообразного сбалансированного питания. 4 1.1. Белковые вещества 1. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПИТАНИЯ (МАКРОНУТРИЕНТОВ) 1.1. Белковые вещества Белки или протеины – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, молекулы которых построены из остатков аминокислот. В природе существует 1010-1012 различных белков. Их биологические функции следующие: 1) структурная (кератин волос, ногтей, коллаген соединительной ткани, эластин, муцины); 2) каталитическая (ферменты); 3) транспортная (гемоглобин, миоглобин, альбумины сыворотки) защитная (иммуноглобулины, гидролитические белки, фибриноген и др.); 4) сократительная (миозин, актин мышечной ткани); 5) гормональная или регуляторная (инсулин, соматротропин, гастрин и др.); 6) питательная или резервная. Эффективность обмена белков в значительной степени зависит от количественного и качественного состава пищи. При поступлении белков ниже рекомендуемых норм в организме начинают распадаться белки тканей (мышц, печени, плазмы крови и т.д.), образовывающиеся аминокислоты расходуются на синтез ферментов, гормонов и других биологически-активных веществ (БАВ). Повышенное количество белков в составе пищи не оказывает значительного влияния, продукты азотистого обмена выводятся с мочой. Состояние белкового обмена в большей степени зависит от недостатка или отсутствия незаменимых аминокислот. Клетки организма не могут синтезировать необходимые белки, если в составе пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота. Синтез белков также нарушается, если часть аминокислот в кишечнике разрушается патогенной микрофлорой, или аминокислоты плохо всасываются, а протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта малоактивны. На состояние азотистого обмена существенное влияние оказывают жиры, калорийность пищи, наличие или недостаток витаминов, минеральные веществ, гормоны. Гормоны щитовидной железы и низкокало5 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … рийная диета стимулируют распад белков, а гормоны роста и половых желез способствуют их синтезу. Величина оптимальной потребности в белке, по данным ВОЗ и ФАО, составляет 60-100 г в сутки или 12-15% от общей калорийности пищи. В пересчете на 1 кг массы тела потребность в белке равняется примерно 1 г для человека среднего возраста, а для детей составляет от 1,05 до 4 г. Российская научная школа рекомендует для мужчин потребление 73120 г белка в сутки, 60-90 г для женщин, а белков животного происхождения – 43-65 и 43-49 г, соответственно. Потребность для лиц, перенесших тяжелые инфекции, хирургические вмешательства, имеющих заболевания органов пищеварения, дыхания, увеличивается до 10-120 г в день, для диабетиков – до 135-140 г. Традиционным путем увеличения ресурсов пищевого белка являются повышение производительности отраслей растениеводства, животноводства и успехи биотехнологии. Наибольшее количество белка (и аминокислоты лизина) обеспечивают зернобобовые культуры (соя, нут, чечевица, горох, люпин). Полноценный рацион может быть создан на основе использования пищевых продуктов, полученных из разных источников. Кукуруза бедна триптофаном и лизином, бобовые – метионином и т.д. Выведены сорта высоколизиновой кукурузы «Опейк-2», ячменя «Хайпроли», сорго, пшеницы, гибрида ржи и пшеницы – тритикале с общим содержанием белка до 13,4% и 3,7% лизина. Увеличение количества пищевого белка за счет животноводства является менее перспективным путем. На 1 кг животного белка требуется израсходовать 5-8 кг кормового белка, при этом коэффициент трансформации растительных белков составляет 25-39%, в процессе пищевой цепи теряется 60-75% белка на их биосинтез, выделение и т.д. Определилось новое биотехнологическое направление – получение пищевых продуктов с повышенным содержанием и улучшенным качеством белка методом генетической инженерии. Наиболее интенсивно проводятся работы с такими сельскохозяйственными культурами, как соя (ген пшеницы ведет к повышению биологической ценности белков до 1,0 вместо 0,92), рис, картофель (с пересаженным геном фасоли – увеличение белка с 2-3 до 6%). Белковая недостаточность является важнейшей проблемой питания. Нарушение белкового обмена (квашиоркор) развивается при частичном голодании и при потреблении неполноценных белков и сопровождается нарушением функции кишечника, гипофункцией поджелудочной железы, не обновляются клетки слизистой оболочки, нарушается и прекращается усвоение белка, нарушается водно-солевой баланс (пороч6 1.1. Белковые вещества ный круг квашиоркора). Снижение синтеза белка в печени на фоне недостаточного его поступления в организм уменьшает количество сывороточного альбумина, липопротеидов низкой плотности, гемоглобина крови. Недостаток аминокислоты триптофана вызывает снижение синтеза никотиновой кислоты и накопление ксантуреновой кислоты, угнетающей деятельность b-клеток островков Лангерганса поджелудочной кислоты, провоцируя возникновение диабета. 1.1.1. Аминокислоты и их биологическое значение Аминокислоты – полифункциональные соединения, содержащие амино- (-NH2 ) и карбоксильную (-COOH) группы, которые присоединены к альфа-углероду, между собой аминокислоты реагируют с образованием пептидной связи. Основные функции аминокислот представлены схематично на рисунке 1. Липиды Пептиды Белки Углеводы Порфирины Меланины АМИНОКИСЛОТЫ Нуклеотиды Холин Креатин Биологические амины Другие АМК Мочевина Кетокислоты CO2 +H2O + АТФ Аммиак Рис. 1. Основные функции аминокислот в организме Аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей, называются незаменимыми, а синтезируемые в организме – заменимыми. Отсутствие хотя бы одной аминокислоты вызывает отрицательный азотистый баланс, нарушение деятельности ЦНС, остановку роста и тяжелые клинические последствия за счет нарушения синтеза физиологически значимых белков. 7 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Таблица 2 – Классификация аминокислот Группа Аминокислоты Глицин Глутаминовая кислота Аргинин Аспарагиновая кислота Пролин Аланин Серин Тирозин Цистеин Аспарагин Глутамин Заменимые АК Аминокислоты Изолейцин Лейцин Лизин Метионин Фенилаланин Треонин Триптофан Валин Гистидин Незаменимые АК Группы Таблица 3 – Рекомендуемые составы эталонного белка и суточная потребность человека в незаменимых АК (мг/г белка) ФАО/ВОЗ 1973 и 1985 гг. Наименование АК Изолейцин Лейцин Лизин Метионин-цистин Фениаланин-тирозин Треонин Триптофан Валин Дети 2-5 лет Дети 10-12 лет Подростки Взрослые 28 66 58 25 63 34 11 35 28 44 44 22 22 28 9 25 13 19 16 17 19 9 5 13 40 70 55 35 60 40 10 50 мг/кг массы тела 10 14 12 13 14 7 3,5 10 Биологическая полноценность белков определяется расчетом аминокислотного скора (А.С.), который выражается в процентах или безразмерной величиной, представляющей собой отношение содержания незаменимой аминокислоты в исследуемом объекте к ее количеству в эталонном белке: А.С. = (мг АК в 1 г белка\ мг АК в 1 г этал. белка) × 100%. Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение в белке, называется первой лимитирующей аминокислотой. Таблица 4 – Аминокислотный состав и скор белков некоторых пищевых продуктов Аминокислота Говядина Треска Пшеница А 2 С 3 А 4 С 5 А 6 Изолейцин 4,8 120 4,7 117 Лейцин 8,1 116 8,5 121 Лизин 8,9 162 10,0 182 1 Рис Женское молоко А С 10 11 Коровье молоко А С 12 13 С 7 А 8 С 9 3,5 87 4,4 110 4,6 115 4,7 117 7,2 103 8,6 123 9,3 133 9,5 136 3,1 56 3,8 69 6,6 120 7,8 142 8 1.1. Белковые вещества Продолжение табл. 4 1 Метионин+ цистин Фенилаланин-тирозин Треонин Валин Триптофан Гистидин 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4,0 114 4,5 129 4,3 123 3,8 108 4,2 120 3,3 94 8,0 133 9,0 150 8,1 135 8,6 143 7,2 120 10,2 170 4,6 5,0 1,1 × 115 100 110 × 5,2 5,2 1,1 × 130 104 110 × 3,1 4,7 1,2 × 77 94 120 × 3,5 6,1 1,4 × 87 122 140 × 4,3 5,5 1,7 2,6 107 110 170 100 4,4 6,4 1,4 2,7 110 128 140 104 Примечания: * – первая лимитирующая аминокислота; А – содержание аминокислоты в г\100 г белка; С – химический скор, в процентах относительно «идеального» белка по ФАО/ВОЗ (1973 г.). Таблица 5 – Содержание белка в основных пищевых продуктах, г/100 г съедобной части продукта Говядина Содержание белка 19-22 Баранина 16-21 Свинина Печень говяжья, свиная Куры Утки Гуси Сосиски Сардельки говяжьи Сардельки свиные Колбаса вареная Яйца куриные Карп, минтай, треска Горбуша Мойва Сельдь атлантическая, сардина Судак, ставрида, кальмар 12-20 18-19 18-21 16-17 15-17 11,5 11,4 10 12 12-13 16 21 13 Икра осетровая, кетовая 29-32 Продукт Молоко коровье (сырое), кефир, простокваша Творог нежирный Сыры твердые Сыры плавленые Продукт Пшеница Рожь, овес, ячмень гречиха, кукуруза Горох, фасоль, Соя Хлеб из ржаной муки Хлеб из пшеничной муки Макаронные изделия Крупы Орехи грецкие, фундук Содержание белка 11-13 10-11 20-21 34-35 6-7 8-9 10-12 11 16 Капуста б/к, картофель 1,8-2,0 Лук репчатый, морковь красная, перец красный, редис, свекла 1,2-1,5 19 Яблоки, груши, виноград 0,4-0,6 18 Земляника садовая, апельсины, абрикосы, персики, арбуз 0,7-0,9 Масло коровье (крестьянское несоленое, диетическое) 0,5-0,8 3 18 23-30 8-22 9 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … 1.1.2. Пептиды Пептиды – органические азотсодержащие вещества, имеют невысокую молекулярную массу, выполняют разную физиологическую роль. Ферментативное расщепление белков, приводящих к образованию пептидов, происходит в желудочно-кишечном тракте под действием пепсина, гастриксина желудочного сока и заканчивается в тонком отделе кишечника при участии трипсина, химотрипсина, аминопептидаз, карбоксипептидаз. Нейропептиды Вазоактивные Токсины Гормоны Пептиды Антибиотики Протекторы Буферы Вкусовые Рис. 2. Функция пептидов Пептиды-буферы. В мышцах различных животных и человека обнаружены дипептиды – карнозин и ансерин, выполняющие буферные функции за счет имидазольного конца гистидина, являются составной частью экстрактивных веществ мяса (0,2-0,3% от сырой массы). Пептиды-гормоны. Гормоны – вещества органической природы, вырабатываемые клетками желез внутренней секреции. Гормоны окситоцин и вазопрессин выделяются задней долей гипофиза, их роль заключается в стимуляции сокращения гладкой мускулатуры организма и секреции молока молочными железами. Гормоны гипоталамуса являются низкомолекулярными пептидами, контролирующими и регулирующими синтез гормонов гипофиза – тиреолиберин (ТТГ), соматостатин (на СТГ), люлилиберин (на ЛГ), гонадолиберин (на ФСГ). Гормоны средней (промежуточной) доли гипофиза – меланотропин (стимулирует образование пигмента, обуславливающего цвет глаз, кожи, волос), поджелудочной железы (панкреатический глюкагон – ускоряет распад гликогена – гликогенолиз, активирует липазу, стимулирует процесс образования жирных кислот в печени), также являются пептидами. Нейропептиды. Выделены более 50 пептидов, содержащихся в мозге человека и животных, называемые эндорфинами и энкефалинами. Они определяют реакции поведения, влияют на процессы запоминания, обучения, регулируют сон, снимают боль. 10 1.1. Белковые вещества Вазоактивные пептиды. Это брадикинин, каллидин, ангиотензин, обладают сосудосуживающим и сосудорасширяющим действием. Пептидные токсины. Идентифицированы 5 энтеротоксинов, продуцируемых стафилококками (Staphylococus aureus), 7 нейротоксинов, вырабатываемых Clostridium botulinum. Эти токсины могут быть причиной пищевого отравления (пищевой токсиноинфекции) при употреблении молочных, мясных, рыбных, жидких яичных продуктов, а также салатов и кремовых начинок мучных кондитерских изделий при условии несоблюдения санитарно-гигиенических правил изготовления и хранения. Ботулинические токсины относятся к наиболее сильнодействующим, вызывают отравления при использовании консервированного мяса, рыбы, грибов, фруктов, приправ. Энтеротоксины могут вырабатываться и бактериями Salmonella и Clostridium perfringens в продуктах животного происхождения (говядина, сыр, птица, рыба). 1.1.3. Белки пищевого сырья Белки злаков. Белки злаков, за исключением овса, бедны лизином, а за исключением риса и сорго – изолейцином. Для белков пшеницы, сорго, ячменя и ржи характерно относительно небольшое количество метионина (1,6-1,7 мг/100 г белка). Белки пшеницы содержат к тому же недостаточное количество треонина (2,6%), а белки кукурузы – триптофана (0,6%). Наиболее сбалансированными по аминокислотному составу являются овес, рожь, рис. Таблица 6 – Аминокислотный состав белков муки Аминокислоты 1 Лизин Гистидин Аргинин Аспарагиновая кислота Треонин Серин Глутаминовая кислота Пролин Глицин Аланин Цистин Валин Яровая рожь Тритикале 2 3,49 2,14 4,55 6,82 3,26 4,11 30,51 15,29 3,82 4,06 2,65 5,22 3 2,80 2,34 4,77 5,67 3,05 4,37 32,91 14,18 3,87 3,55 3,22 4,93 11 Твердая пшеница 4 2,29 2,37 3,64 4,62 2,82 4,37 35,78 13,92 3,52 3,27 2,66 4,77 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Продолжение табл. 6 1 2 2,15 4,21 6,65 2,16 5,16 3,40 Метионин Изолейцин Лейцин Тирозин Фенилаланин Аммиак 3 2,25 4,37 7,55 2,81 4,98 3,25 4 2,14 4,51 7,46 2,67 5,48 3,91 Белковые фракции (по Т. Осборну, 1907 г.), классифицируются по принципу растворимости на группы: водорастворимые – альбумины; в 5-10%-ном растворе хлорида натрия – глобулины; 60-80%-ном водном растворе спирта – проламины; 0,1-0,2%-ном растворе гидроксида натрия – глютелины; нерастворимые – склеропротеины (нерастворимые белки оболочек и периферических слоев зерна). Наряду с белками в зерне содержится небелковый азот (0,7-12,9% от общего азота), включающий свободные аминокислоты (50-60%), пептиды, неклеотиды и др. Таблица 7 – Содержание белковых фракций в зерне злаковых Азот фракций (% от белкового азота) Культуры Пшеница Рожь Ячмень Кукуруза Овес Гречиха Рис альбумины глобулины 5,2 24,5 6,4 9,6 7,8 21,7 11,2 12,6 13,9 7.5 4.7 32,6 42,6 4,8 проламины глютелины 35,6 31,1 41,6 29,9 14,3 1,1 4,4 28,2 23,3 26,6 40,3 33,5 12,3 63,2 склеропротеины 8,7 7,2 17,9 15,5 11,8 23,3 16,4 Для альбуминов отличительной особенностью является высокое содержание лизина (3,9-8,2%), треонина (2,4-7,7%), метионина (1,7-3,3%), изолейцина (3,1-6%), триптофана (6,7-16,9%). Наиболее высоким содержанием лизина отличаются альбумины овса, риса, проса (6,5-8,2%), более низким – альбумины пшеницы, ячменя, ржи (3,9-4,5%). Высокое количество треонина (4,7-7,7%) характерно для альбуминов ячменя, ржи, овса; низкое (2,4%) – для альбуминов пшеницы. Глобулиновая фракция злаковых культур беднее альбуминовой по содержанию лизина (2,8-6%), триптофана (0,5-1,3%) и метионина (1,72,7%). Обе фракции отличаются высоким содержанием глютаминовой и аспарагиновой кислот, низким – пролина. Характерной особенностью проламинов является высокое содержание остатков глутаминовой кислоты (13,7-43,3%), пролина (6,3-19,3%) и малое количество ионогенных групп. Проламины отличаются низким 12 1.1. Белковые вещества содержанием лизина: в зеине кукурузы (0,2%), глиадине пшеницы и секалине ржи (0,6-0,7%). Высокий процент лизина (3,3%) наблюдается в авенине овса. Проламины бедны также треонином, триптофаном, аргинином, гистидином. Зеин кукурузы, оризин риса, кафирин сорго отличаются высоким содержанием лейцина (16,9-18,6%). Глютелины по аминокислотному составу занимают промежуточное положение между проламинами и глобулинами. Белки неравномерно распределяются между морфологическими частями зерна. Основное их количество (65-75%) приходится на эндосперм, меньшее – на алейроновый лой (до 15,5%) и зародыш (до 22%). Клейковина представляет собой белковый комплекс, который можно выделить с помощью большого количества воды из теста, приготовленного из пшеничной муки. Это вязкоэластичная нерастворимая масса, имеет высокую влагосвязывающую способность (около 150%), в сухом виде составляет 10% исходного количества муки, содержит 75-80% белков (глиадины и глютенины), 5-10% липидов и остаточный крахмал. Белки бобовых культур. Основную часть семядолей бобовых культур (сои, гороха, фасоли, вики) составляют запасные белки – глобулины, кроме того в семенах содержится небольшое количество альбуминов, не обнаруживаются глютелины. Общее содержание составляет 20-40% от всей массы. Среди бобовых культур наибольшее значение в качестве источника пищевого белка имеют семена сои. Наряду с белками, обладающими питательной ценностью, в состав бобовых культур входят антиалиментарные соединения – ингибиторы протеаз (трипсина) в количестве 5-10% от общего содержания белка и лектины (гликопротеин). В технологических процессах производства белковых продуктов из сои предусматривается инактивация их тепловой обработкой. Таблица 8 – Аминокислотный состав продуктов из бобов сои Продукты Показатели соевые обезжиренная концентрабобы соевая мука ты сои Содержание белка,% на с.в. 39,6 57,0 68,0 Содержание аминокислот, г на 100 г белка Лизин 6,5 6,3 6,3 Метионин+цистин 1,3 2,9 2,8 Треонин 4,6 4,0 4,3 Лейцин 8,5 7,7 7,9 Изолейцин 5,2 4,4 4,6 Фенилаланин+тирозин 5,2 8,6 8,9 Валин 5,6 4,8 4,8 Триптофан 0,8 1,4 1,5 13 изоляты сои 91,0 6,0 2,2 3,5 7,8 4,5 8,7 4,6 1,2 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Белки масличных культур. У масличных культур основной запасающей тканью для белков и липидов является паренхима семядолей (подсолнечник, хлопчатник, рапс), эндосперм (семена клещевины, кориандра) или одновременно паренхима семядолей и эндосперм (хлопчатник, лен). Таблица 9 – Состав незаменимых аминокислот масличных семян мг на 1 г белка Аминокислота подсолнечник арахис рапс кунжут хлопчатник Валин 52 50 52 46 45 Изолейцин 37 36 40 40 35 Лейцин 67 70 74 69 57 Лизин 38 37 60 28 41 Треонин 47 30 42 40 39 Метионин+цистин 42 25 51 45 25 Фенилаланин+тирозин 80 95 86 83 83 Триптофан 17 11 18 15 10 Содержание белков в семенах масличных культур составляет 14-37% на сухое вещество (подсолнечник – 15-19%, арахис – 20-37%, конопля – 20-22%, рапс – 25-26%, клещевина – 18-20%, хлопчатник – 34-37%). Нежелательными компонентами масличных культур являются госсипол хлопчатника, хлорогеновая и кофейная кислоты подсолнечника, ингибиторы трипсина арахиса, рицин клещевины. Белки картофеля, овощей и плодов. Относительно низкое содержание азотистых веществ в картофеле (около 2%), овощах (1-2%), плодах (0,4-1%) свидетельствует о том, что они как источник белков не имеют большого значения. Содержание белка в них составляет (в % на сухую массу): картофель – 2; капуста – 1,8; морковь – 1,3; лук – 1,4; баклажаны – 1,2, свекла – 1,5; огурцы – 0,8; арбуз – 0,7; абрикос – 0,9; яблоки – 0,4. Среди овощных культур большим содержанием белка на сухую массу отличаются зеленый горошек 28,3-31,8% (глобулины и альбумины – лейцин с изолейцином, фенилаланин, валин, метионин, аргинин, треонин); аминокислоты и сахарная кукуруза (10,4-14,9%). Белки мяса. Одним из важнейших белковых ресурсов животного происхождения является мясо – совокупность тканей и клеток, структура и функции которых тесно связаны с наличием специальных белков. Белки мяса различных видов животных являются источником незаменимых аминокислот. 14 1.1. Белковые вещества изолейцин лейцин лизин метионин треонин триптофан фенилаланин Говядина: 1 кат. 2 кат. Баранина: 1 кат. 2 кат. Свинина: беконная мясная Куры 1 кат Бройлеры 2 кат. Гуси 2 кат. Незаменимые аминокислоты валин Вид мяса Содержание белка,% Таблица 10 – Аминокислотный состав мяса (мг на 100 г) 18,6 20,0 1035 1100 782 754 1478 1657 1589 1672 445 515 803 859 210 228 796 803 15,6 19,8 820 1090 754 963 1116 1519 1235 1656 356 453 688 965 198 236 611 784 17,0 14,3 18,2 1037 831 877 799 708 693 1325 1074 1412 1488 1239 1588 410 342 471 804 654 885 233 191 293 715 580 744 19,7 17,0 946 913 760 775 1483 1445 1700 1436 510 413 849 726 315 212 747 721 Наиболее ценной из всех тканей животных организмов является мышечная ткань, состоящая из различных белков, имеющая широкий спектр аминокислотного состава. Таблица 11 – Аминокислотный состав белковых фракций скелетной мышцы Аминокислоты Содержание в сухом веществе, % Валин Изолейцин Лейцин Лизин Метионин Треонин Триптофан Фенилаланин Аланин Аргинин Асп. Кислота Гистидин Глицин Глут. к-та Пролин Серин Тирозин Цистин Миозин Актин Миоген А Тропомиозин Миоглобин 55-60 20-25 4-6 4-6 5-10 3,13 – 15,6 15,7 2,8 2,9 0 4,6 4,09 – 16,8 15,5 1,71 4,56 2,34 5,09 8,8 7,8 9,1 0,85 0,40 32,9 1,3 4,38 3,10 0,76 7,95 2,20 8,2 8,5 5,85 16,48 3,34 3,46 2,40 – Незаменимые 2,60 4,90 7,40 – 7,50 – 5,60 8,52 11,5 1,92 7,60 9,54 3,4 4,5 1,17 5,1 7,0 7,47 0,8 2,05 2,31 4,3 4,8 3,06 Заменимые аминокилоты 6,5 6,3 8,56 7,36 6,6 6,33 8,9 10,9 9,7 2,41 2,9 4,21 1,9 5,0 5,61 2,1 14,8 11,4 1,9 5,1 5,71 4,33 5,9 7,3 3,4 5,8 5,31 1,4 1,34 1,12 15 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Белки миозин, тропомиозин, актин являются сократительными белками, а миоглобин – кислородосвязывающий белок, от которого зависит цвет мяса. При переработке мяса для сохранения розово-красного цвета используют свойство миоглобина связывать окись азота в устойчивое соединение, не разрушающееся при высоких температурах. Для этой цели используют нитрит натрия. Белки мяса относятся к легкоусвояемым белкам. Таблица 12 – Величина усвояемости белков человеком, % Источник белка Истинная усвояемость Усвояемость относит. эталонных белков Яйца 97 ± 3 100 Молоко, сыр 95 ± 3 100 Мясо, рыба 94 ± 3 100 Кукуруза 85 ± 6 89 Рис полированный 88 ± 4 93 Пшеница цельная 86 ± 5 90 Пшеница очищенная 96 ± 4 101 Овсяная мука 86 ± 7 90 Просо 97 83 Горох зрелый 88 93 Арахис 95 100 Соевая мука 86 90 Бобы 78 82 Кроме мышечной ткани, источником белков является соединительная, входящая в состав хрящей, сухожилий, связок, стенок кровеносных сосудов и других структурных элементов организма. Белки соединительной ткани достаточно разнообразны и включают глобулярные и фибриллярные белки, простые и сложные по строению. Фибриллярные белки представлены коллагеном, эластином, ретикулином. Коллаген преобладает и составляет 25-33% общего количества белков соединительной ткани. При термической обработке коллагена изменяются его физико-химические свойства (набухание белков, растворимость, коллоидные свойства), что повышает пищевую ценность. В последнее время роль коллагена в питании человека пересмотрена, и этот белок причисляется по функциональным свойствам к пищевым волокнам. Эластин в основном входит в состав клеток кровеносных сосудов в качестве компонента соединительной ткани. Этот белок устойчив 16 1.1. Белковые вещества к физическим и химическим воздействиям. Поэтому из него нельзя получить желатин. Некоторые ферменты растений (препараты папаина, фицина, бромелаина) и фермент поджелудочной железы зимоген проэластаза способны гидролизировать эластин. Ретикулин входит в состав ретикулярной ткани (основа кроветворных органов – костного мозга, селезенки и легких). Подобно коллагену и эластину, он отличается высоким содержанием оксилизина, пролина, оксипролина. Это неполноценный белок, устойчивый к физико-химическим воздействиям и плохо усвояемый. В современных условиях установлено положительное влияние соединительной ткани на процесс пищеварения, производные коллагена глютин, желатин активно стимулируют секреторную и двигательную активность желудка и кишечника, оказывают благотворное влияние на состояние и функцию полезной кишечной микрофлоры (пребиотическое действие). Поэтому соединительная ткань используется в сочетании с мышечной тканью для производства детского питания при переводе с грудного на нормальное питание. Перспективным считается использование в переработке коллагенсодержащего сырья (субпродуктов 2 категории, обрезей, шкварок, кожи, связок) водного, щелочного, кислотного и ферментативного гидролиза. Таблица 13 – Аминокислотный состав белковых фракций соединительной ткани, % Аминокислоты Валин Изолейцин Лейцин Лизин Метионин Треонин Фенилаланин Аланин Аргинин Асп. кислота Гистидин Глицин Глут. к-та Оксилизин Оксипролин Серин Тирозин Цистин Коллаген Желатин Эластин Незаменимые 4,0 2,5 17,4 1,66 5,3 – 3,2 5,3 12,7 4,1 4,0 0,39 0,8 0,6 0,03 2,3 2,2 0,96 3,5 2,5 5,0 Заменимые аминокислоты 9,1 9,0 18,9 10,0 10,0 0,89 6,8 6,7 0,63 0,8 0,7 0,07 26,0 26,0 29,9 11,8 11,8 2,1 1,3 1,3 – 13,2 14,7 1,92 3,9 3,1 0,82 1,0 0,4 1,61 0 0 0,15 Ретикулин 2,1 – 4,3 3,4 0,6 1,7 1,4 7,7 14,4 4,2 1,3 24,6 6,1 1,9 3,6 3,4 6,2 0 Белки молока. Немаловажное значение в обеспечении питания населения животными белками отводится белкам молока. Молоко – 17 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … ценнейший продукт питания, богатый пищевыми и биологически активными веществами, необходимыми для обеспечения нормального развития растущего организма и питания взрослых людей. Согласно современным представлениям, рассматриваются 6 классов белков молока. Таблица 14 – Белки молока Группа белков as1-казеин as2-казеин b-казеин aе-казеин Содержание в обезжиренном молоке, г/л 12-15 3-4 9-11 2-4 b-лактоглобулин a-лактоальбумин сыворотки крови Ig G1 Ig G2 Ig A Ig M 2-4 0,6-1,7 0,4 0,3-0,6 0,05-0,1 0,05-0,15 0,05-0,1 – 0,02-0,1 Виды белков Казеины Глобулины Альбумины Иммуноглобулины Секреторный компонент Наибольший интерес представляют казеины. Способность казеинов к свертыванию под действием химозина (реннина) в желудке растущих организмов используется при разработке новых технологий получения молочных белковых продуктов. Казеины (фосфопротеиды) содержат все незаменимые аминокислоты и являются источником фосфора и кальция. Глобулины (сывороточные белки) относятся к растворимым белкам и при переработке молока остаются в сыворотке, составляют 20% от общего количества белков молока. Из них наиболее важен в качественном отношении b-лактоглобулин, содержит серосодержащие аминокислоты. Иммуноглобулины по структуре – сложные белки (гликопротеиды), выполняют функцию антител. Яйца. Этот продукт птицеводства по энергетической ценности и содержанию белка, витаминов (A, B, D) минеральных веществ (P, Fe, I) может приравниваться к мясу и молоку. Таблица 15 – Химический состав компонентов яиц Массовая доля,% Влаги Белка Жира Золы Всего Яйцо в целом Белок Желток 65,5 11,8 11,0 11,7 100,0 88,0 11,0 0,2 0,8 58 48,0 17,5 32,5 2,0 31,0 18 1.1. Белковые вещества В белке яйца содержатся растворимые белки (овоальбумин – 75%, овокональбумин – 3, овоглобулин – 2, гликопротеиды: овомукоид и овомуцин – 7%, ферменты: лизоцим и авидин в комплексе с биотином, флавопротеин), в желтке – сложные белки фосфопротеиды: вителлин, ливитин, фосфофитин и почти все липиды (61,9% жирных кислот ненасыщенные, 38,1% насыщенные). Аминокислотный состав белков яйца приближается к эталонному белку. Массовая доля углеводов в яйце составляет около 1%. Яйца считаются одним из лучших продуктов питания людей благодаря наличию и оптимальному соотношению всех питательных веществ. Рыба и рыбопродукты. В настоящее время в мировом балансе доля пищевых белков, полученных из гидробионтов, составляет 25%. Учитывая тенденцию к возрастанию в пищевых рационах рыбы и морепродуктов, их использование представляет весьма актуальную задачу. Рыба является источником пищи, содержащим белки (15-25%), жиры (3-11%), углеводы (около 1%), минеральные вещества (1-2%). Белки рыбы по своему аминокислотному составу наиболее схожи с белками мяса, локализованы в мышечной, эпителиальной, соединительной, нервной и жировой тканях, содержат фракции альбумина (водорастворимые – миогены А и Б, миоальбумины, миопротеиды 20-25% общего количества белков), глобулины (солерастворимые: миозин, актин, актомиозин, миоглобин, глобулин X – 60-78% от общей массы белков), миостромины сарколеммы и нуклеопротеиды (нерастворимые в воде и солях – около 3%), стромы (нерастворимые в воде, солях, кислотах: коллаген, эластин – 2-10%). Таблица 16 – Химический состав мяса рыбы Масcовая доля,% Вид рыбы Лещ Треска Сазан Сельдь Судак Минтай Щука Скумбрия Осетр Ставрида Окунь реч. Окунь мор. влага жир белок 75,4 80,4 77,1 74,7 80,1 82,2 78,9 67,3 71,8 71,3 72,9 73,6 4,4 0,2 4,7 5,6 0,5 0,7 0,4 8,4 10,9 4,6 0,5 6,6 19,2 17,0 16,9 18,0 18,0 16,3 19,1 23,1 16,3 22,5 18,3 17,8 19 минеральные вещества 1,0 1,2 1,4 2,1 1,4 1,3 1,6 1,2 1,9 1,3 1,3 1,5 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Особенностью белков рыбы является меньшее содержание белков стромы, это обеспечивает нежность, мягкость, лучшую усвояемость его. Липиды рыбы представляют смесь простых жиров и липоидов (фосфатиды и стериды), стерины, витамины A, D, E, K, PP, пигменты. В зависимости от содержания липидов рыбу подразделяют на тощую (МДЖ жира менее 3%), средней жирности (МДЖ жира 3-8%), жирные (более 8%). Содержание насыщенных жирных кислот составляет 16-18,8%, а ненасыщенных – 81,3-84,2%, в т.ч. незаменимых (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Основным углеводом рыбы является гликоген, его содержание невелико и составляет 0,64%. Минеральный состав рыбы более разнообразен, а морская рыба содержит микроэлемент йод. Аминокислотный состав рыб является оптимальным для человека, по содержанию лизина, триптофана, аргинина, превосходит яичный белок. Таблица 17 – Аминокислотный состав белков некоторых рыб (мг на 100 г съедобной части рыбы) Незаменимые АК Валин Изолейцин Лейцин Лизин Метионин Треонин Триптофан Фенилаланин Минтай Треска Скумбрия 900 1100 1300 1800 600 900 200 700 900 700 1300 1500 500 900 210 800 1000 1100 1600 1500 600 800 160 700 Белково-качественный показатель мяса рыб (БКП) – это соотношение полноценных и неполноценных белков, составляет 4,4; для говядины этот показатель равен 5,1; для свинины – 6,5. Таким образом, рыба и рыбопродукты представляют определенный интерес в поддержании белкового питания человека. Наряду с традиционными продуктами (свежая, соленая, копченая рыба, консервы, жиропродукты) перспективным считается использование изолятов и гидролизатов рыбных белков в технологии комбинированных и новых видов белковых продуктов. 1.1.4. Ферменты и их использование Ферменты – биологические катализаторы белковой природы, которые значительно повышают скорость химических реакции, не расходуясь и не претерпевая необратимых изменений. 20 1.1. Белковые вещества В настоящее время многие отрасли промышленности – хлебопечение, виноделие, пивоварение, производство спирта, сыроделие, производство органических кислот, чая, аминокислот, витаминов, антибиотиков – основаны на использовании различных ферментативных процессов (элементы биотехнологии). Современная классификация ферментов разработана специальной Комиссией Международного Биохимического Союза и изложена в книге «Номенклатура ферментов» (1979 г.). По типу катализируемой реакции ферменты делятся на 6 классов: 1-Й КЛАСС – оксиредуктазы – ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции (присоединение O2, отнятие и перенос H2, перенос электронов); 2-Й КЛАСС – трансферазы – ферменты, катализирующие перенос целых атомных группировок с одного соединения на другое (остатков моносахаридов, аминокислот, фосфорной кислоты, метильных, аминных групп и др.); 3-Й КЛАСС – гидролазы – ферменты, катализирующие реакции гидролиза или расщепления сложных органических соединений на более простые с участием воды; 4-Й КЛАСС – лиазы – ферменты, катализирующие реакции негидролитического отщепления каких-либо групп от субстрата с образованием двойной связи или присоединение группировок по месту разрыва двойной связи (отщепление H2O, CO2, NH3 и т.д.); 5-Й КЛАСС – изомеразы – ферменты, катализирующие реакции изомеризации, то есть внутримолекулярного переноса химических группировок и образование изомерных форм органических соединений; 6-Й КЛАСС – лигазы (синтетазы) – ферменты, катализирующие реакции синтеза, сопряженные с разрывом высокоэнергетической связи АТФ и других нуклеозидтрифосфатов (при этом возможно образование C-C-, C-S-, C-O-, C-N-связей). Каждому ферменту присвоен четырехзначный шифр (код): первое число обозначает класс ферментов, второе – подкласс, третье – подподкласс, четвертое – порядковый номер фермента в подклассе. Н а п р и м е р : алкогольдегидрогенидаза имеет код Н.Ф. 1.1.1.1. – класс оксиредуктаз, подкласс дегидрогеназ (действует на CH-OH группу доноров), подподкласс анаэробные дегидрогеназы (акцептором служит НАД+ или НАДФ+. Альфа – амилаза: код Н.Ф. 3.2.1.1. – класс гидролаз, подкласс карбогидраз, подподкласс полиаз. К классу оксидоредуктаз относятся такие ферменты, как полифенолоксидаза – вызывающая потемнение срезов картофеля, яблок, грибов 21 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … и других растительных продуктов с образованием меланинов при окислении аминокислоты тирозина. Этот процесс в пищевой промышленности предотвращается тепловой инактивацией (бланшировкой) и использованием ингибиторов (NaHSO3, SO2, NaCl); положительную роль выполняет при ферментации чая. Каталаза катализирует разложение пероксида водорода до кислорода и молекулы воды. Используется в сыроделии для удаления избытка H2O2 (перекись водорода) при обработке молока. Пероксидаза катализирует расщепление перекиси водорода до молекулы воды и соединения, имеющего общую формулу ОH2. Наиболее активная пероксидаза выделена из корней хрена и горькой редьки. Имеются доказательства иммуностимулирующей роли и антиканцерогенного эффекта данного фермента. Липоксигеназа катализирует окисление полиненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот (линолевой и линоленовой) кислородом воздуха с образованием гидроперекисей. Содержится в семенах сои, пшеницы, других злаковых культур и высвобождается при их технологической обработке. Этому ферменту принадлежит важная роль в процессах созревания пшеничной муки и формирования хлебопекарных качеств (осветвление муки, укрепление клейковины, образование пигментов и др.) при строго дозированном использовании. Глюкозооксидаза (фермент, получаемый из плесневых грибков Aspergilus и Penicillium, окисляет глюкозу) применяется в пищевой промышленности для удаления остатков глюкозы и кислорода (при получении яичного порошка – предотвращение реакции Майярда – пигментообразования; при производстве продуктов, в которых даже небольшое присутствие кислорода приводит к органолептическим изменениям продукта – пиво, вино, фруктовые соки, майонез). В пищевой промышленности применяются ферменты класса гидролаз следующих подклассов: эстеразы (липаза), гликозидазы, протеазы. Липазы растительного, животного и микробного происхождения катализируют реакцию расщепления триглицеридов до глицерина и жирных кислот. Зерновая липаза участвует в процессе порчи зерновых культур с повышенным содержанием жира. Пектинэстеразы синтезируются высшими растениями, микроскопическими грибками, дрожжами (Aspergillus niger), бактериями и катализируют гидролиз сложных эфирных связей в молекуле растворимого пектина до метилового спирта и полигалактоуроновой кислоты, что снижает желирующую способность пектина. Применяется для осветления плодовых соков и вин. 22 1.1. Белковые вещества Гликозидолазы осуществляют гидролиз олиго- и полисахаридов. Α-амилаза содержится в слюне и секрете поджелудочной железы животных, в растениях (проросшее зерно пшеницы, ржи, ячменя, проса и др.). Α-амилазы созревания и α-амилазы прорастания, вырабатываются плесневыми грибками и бактериями. Все эти ферменты гидролизуют альфа-1,4-связи внутри молекул крахмала, гликогена и других полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы. В-амилаза (фермент растительного происхождения) отщепляет мальтозу от нередуцирующего конца цепи, разрывая гликозидные связи через одну. Глюкоамилаза (γ-амилаза) продуцируется плесневыми грибками, расщепляет как амилозу, так и амилопектин до глюкозы (гидролиз α-1,4 и α-1,6 связи). Инулаза осуществляет гидролиз инулина и других полифруктоназ. Бета-фруктофуранозидаза (инвертаза, сахараза) – ускоряют гидролиз сахарозы до α-глюкозы и β-фруктозы. β-галактозидаза или лактаза катализирует реакцию гидролиза лактозы – молочного сахара. Эндо- и экзополигалактуроназы участвуют в превращениях пектиновых веществ наряду с другими пектолитическими ферментами растительного и микробного происхождения. Для промышленного производства ферментных препаратов пектолитических ферментов в качестве продуцентов в основном используют микроскопические (плесневые) грибы рода Aspergillus. Пектолитические ферменты применяют при производстве фруктовых соковых концентратов и экстрактов, при осветлении соков, вин, при производстве фруктовых и овощных пюре и нектаров. Целлюлозолитические ферменты катализируют ферментативное расщепление целлюлозы и родственных полисахаридов (гемицеллюлозы, лигнина), продуцентами являются грибки рода Trichoderma, Fusarium, Sporotrichum, бактерии рода Clostridium,Cellulomonas и др. Протеолитические ферменты (Н.Ф. 3.4.) – катализируют гидролиз пептидной связи в молекулах белков и пептидов. В перерабатывающей промышленности используются растительные протеазы – папаин и химопапаин (плоды дынного дерева); фицин и бромеалин (млечный сок инжира и свежий сок ананаса. Область применения: кожевенная промышленность (при обезволаживании и мягчении шкурок), парфюмерии (для создания добавок в кремы, лосьоны, зубные пасты); производстве синтетических моющих средств (для удаления загрязнений белковой природы); пищевая промышленность (виноделие, пивоварение, производство спирта, хлебопечение, сыроделие). Протеазы семян растений злаковых и бобовых культур, участвующих при прорастании семян 23 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … в расщеплении запасных белков до аминокислот, используются для улучшения хлебопекарных качеств муки. Протеазы животного происхождения трипсин, химотрипсин применяются для производства гидролизатов, пепсин и реннин входят в состав сычужного фермента и используются для свертывания казеина молока и для растворения белковой мути в пиве. Микробные протеазы (грибные и бактериальные) также имеют широкое применение: – сериновая протеаза (Bacillus licheniformis) используется при производстве СМС; протеаза грибков Mucor pusillus и Mucor mieher в производстве сыра, грибная протеаза Aspergillus oryzae в хлебопечении. В хлебопекарной промышленности широко используется амилоризин П10Х (протеаза и альфа – амилаза грибка Aspergillus oryzae) при обязательном контроле развития возбудителей картофельной болезни хлеба (Bac. mesentericus и subtilis, проявляющийся тягучим мякишем и появлением специфического неприятного запаха и вкуса ( норматив не более 105 в 1 г муки). При газообразовании только за счет собственных сахаров максимум выделения окиси углерода приходится на первые 1-2 часа брожения, а в процессе хлебопечения газообразование должно оставаться достаточно высоким и на последней стадии (расслойка и первые 10-15 минут выпечки). Для этой цели используются амилолитические ферменты. Ферментные препараты амилаз применяются также в получении паток и глюкозы (ферментативный гидролиз крахмала), в производстве спиртных напитков, пивоварении. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Белок необходим для роста и развития, обновления тела, для образования ферментов, гормонов и других химических компонентов, регулирующих рост и обмен веществ в организме. Белки являются источниками аминокислот для образования собственных белков организма. 2. Белок пищи состоит из 20 различных аминокислот, содержащих в своем составе азот в виде аминогруппы NH2. Девять аминокислот не могут образоваться в организме человека, поэтому должны обязательно поступать с пищей (незаменимые аминокислоты). Другие 11 – заменимые аминокислоты, также могут поступать с пищей либо синтезироваться в организме из незаменимых при достаточном количестве последних. 3. Потребность в белке взрослого человека составляет примерно 1 г/кг массы тела, потребление его в количестве более 2 г/кг массы считается вредным для здоровья. Избыток белка так же нежелателен, как и его недостаток. 4. Белок должен обеспечивать 10-15% общей калорийности рациона. При потреблении достаточного количества разнообразной традиционной пищи белковой недостаточности не возникает. 5. Белком богаты мясо животных, молоко, рыба, птица, яйца, хлебобулочные изделия и продукты из зерна (крупа, макароны), бобы, семена, орехи. 24 1.2. Липиды (жиры) 1.2. Липиды (Жиры) Это сложная смесь органических соединений, содержащаяся в растениях, животных и микроорганизмах, вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ всех живых организмов. К липидам относятся жиры и масла, другие гидрофобные вещества. Они являются важными компонентами пищевого сырья, полупродуктов и готовых пищевых продуктов. Источниками липидов служат продукты растительного и животного происхождения. Содержание липидов в тушке рыб составляет: осетра – 20-25%, сельди – 10%; у животных содержание липидов в теле колеблется: свинина – 33%, говядина – 9,8%, поросята – 3%. В молоке животных уровень жира – от 17-18% (олень) до 3,5-4% (коровы). Таблица 18 – Содержание липидов в семенах и плодах Культуры Подсолнечник (семянка) Хлопчатник (семена) Соя (семена) Лен (семена) Арахис (ядро) Маслины (мякоть) Конопля (семена) Тунг (ядро плода) Рапс (семена) Горчица (семена) Клещевина (семена) % 30-58 20-29 15-25 30-48 50-61 28-50 32-38 48-66 45-48 25-49 35-59 Культуры Пшеница (зерновка) Рожь (зерновка) Кукуруза (зерновка) Рис (зерновка) Овес (зерновка) Просо (зерновка) Гречиха (зерновка) Арбуз (семена) Какао (бобы) Кокосовая пальма (копра) Кедр (ядро ореха) % 2,7 2,5 5,6 2,9 7,2 4,5 3,8 14-45 49-57 65-72 26-28 По химическому строению липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидных связей, они имеют сложный состав. Извлекаемая из семян смесь называется сырой жир (рис. 3). Жирорастворимые пигменты Жирорастворимые витамины Стерины Сырой жир Изопреноиды Воски Липиды Фосфолипиды Ацилглицерины (жиры и масла) Рис. 3. Основные компоненты сырого жира 25 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Липиды делят на две группы: простые – триглицериды жирных кислот (глицеролипиды, гликолипиды, эфиры холестерина) и сложные (остатки высокомолекулярных карбоновых кислот + кислоты фосфорная и серная). Простые нейтральные липиды – ацилглицерины (три-, ди-, моноацилглицерины) – это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот, составляют до 95 липидов (по существу это жиры и масла). Другая группа жиров – воски – сложные эфиры высших одноосновных карбоновых кислот и одноатомных спиртов. Широко распространены в природе (листья, стебли, плоды). Гликолипиды – группа нейтральных сложных липидов, в состав которых входят остатки моноз (липиды пшеницы, овса, кукурузы, подсолнечника), которым принадлежит важная роль в формировании клейковины белков пшеницы. Важнейший представитель сложных липидов – фосфолипиды. Их молекулы построены из остатков спиртов (глицерин, сфингозин), жирных кислот, фосфорной кислоты а также содержат азотистые основания (холин, этаноламин, остатки аминокислот). Содержание фосфолипидов в различных культурах колеблется от 1,8-1,7% (соя, хлопчатник, подсолнечник) до 0,6-0,9% (пшеница, рожь, пшеница, кукуруза). Они выполняют структурную функцию (строение мембран и субклеточных структур – органелл), запаса питательных веществ (запасные липиды). Фосфолипиды образуют сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (липополисахариды). Из пигментов, содержащихся в липидах, имеют значение каротиноиды (красно-желтые пигменты, выполняющие роль провитаминов); хлорофиллы; а в хлопковом масле – госсипол в концентрации 0,14-2,5%, представляющий токсикологический интерес. Стерины – алициклические вещества, одноатомные спирты и их эфиры. К ним относятся растительные стерины – стигмастерин, брассикастерин, кампестерин; стерин животного происхождения – холестерин. Содержание холестерина (в %) в масле и других продуктах питания представлено в таблице 19. Холестерин – это стерин животного происхождения, поступающий с животными жирами или синтезирующийся в организме. Он является необходимым структурным компонентом мембран клеток, предшественником кортикостероидных гормонов, желчных кислот и витамина Д. Этот стерин сосредоточен в печени, почках, кишечной стенке, плазме крови, головном и спинном мозге. 26 1.2. Липиды (жиры) Таблица 19 – Содержание холестерина в пищевых продуктах (в мг/100 г съедобной части) Продукты Говядина Баранина Свинина мясная Телятина Мясо кролика Печень говяжья Почки говяжьи Жир свиной Жир говяжий Жир бараний Мозги Язык говяжий Язык свиной Корейка копченая Утка 1 кат. Сметана, 30% жирн. Сыры твердые в мг/100 г 70 70 70 110 40 260 300 100 110 100 2000 150 50 60 560 130 520 Продукты Бройлеры 1 кат. Куры 1 кат. Индейка 2 кат. Яйцо куриное Яйцо перепелиное Треска Натотения мрам. Скумбрия тихокеан. Карп Паста «Океан» Щука Молоко коровье Кефир Творог жирный Творог нежирный Масло сливочное Мороженое сливочное в мг/100 г 30 80 30 570 600 30 210 360 270 1000 50 10 10 60 40 190 50 В теле взрослого человека содержится около 140 г холестерина (примерно 2 г на 1 кг массы тела). В целом за сутки в организме человека расходуется примерно 1200 мг холестерина, около 500 мг окисляется до желчных кислот, столько же экскретируется с калом, около 100 мг идет на образование стероидных гормонов. Для восполнения этого расхода в сутки синтезируется около 800 мг (80%), а с пищей поступает около 400 мг (20%). Повышенное содержание холестерина в плазме крови является атерогенным фактором (фактор риска атеросклероза). Установлено, что насыщенные жирные кислоты приводят к повышению уровня холестерина в плазме крови, особенно пальмитиновая, стеариновая (животные жиры), лауриновая, миристиновая (сливочное масло). Полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3 (ω-3 или n-3), содержащиеся в соевом, рапсовом, льняном маслах) и омега-6 (ω-6 или n-6, содержащиеся в жире морских глубоководных рыб) признаны как пищевой фактор, снижающий уровень холестерина в плазме крови. Антиатеросклеротическим фактором являются также пищевые волокна, усиливающие выведение холестерина из организма. Ацилглицерины (три-, ди-, моноацилглицерины) – это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот, составляют до 95% липидов (по существу это жиры и масла). Природные жиры и масла как растительного, так и природного происхождения содержат смешанные триацилглицерины (табл. 20). 27 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Таблица 20 – Основные карбоновые кислоты, входящие в состав природных масел и жиров Кислота Формула Условные обозначения Лауриновая Насыщенные кислоты СН3 – (СН2)10 – СООН Миристиновая СН3 – (СН2)12 – СООН 0 C14 Пальмитиновая СН3 – (СН2)14 – СООН 0 C16 Стеариновая СН3 – (СН2)16 – СООН 0 C18 Арахиновая СН3 – (СН2)18 – СООН C020 Олеиновая Ненасыщенные кислоты СН3 – (СН2)7 – СН = СН – (СН2)7 – СООН C118 – 9-цис Эруковая СН3 – (СН2)7 – СН = СН – (СН2)11 – СООН C122 – 13-цис Линолевая СН3–(СН2)4–СН=СН–СН2–СН–(СН2)7–СООН 2 C18 – 9-цис, 12-цис Линоленовая СН3 – (СН2 – СН = СН)3 – (СН2)7-СООН Арахидоновая СН3 – (СН2)3 – (СН2 – СН = СН)4 – (СН2)3 – СООН Рициноленовая Оксикислоты СН3–(СН2)5–СНОН–СН2–СН=СН–(СН2)7–СООН 0 C12 3 C18 – 9-цис, 12-цис, 15-цис C420 – 5 цис, 8-цис, 11-цис, 14-цис C118 – 9-цис, 12-ол. Насыщенные жирные кислоты (в углеродной цепи нет двойных связей) – пальмитиновая, стеариновая, миристиновая и др., используются как энергетический материал, содержатся в животных жирах, определяют твердое состояние и высокую температуру плавления. Высокое содержание животных жиров в рационе вызывает нарушение обмена липидов, повышается уровень холестерина в крови, увеличивается риск развития атеросклероза, ожирения, желчно-каменной болезни. Ненасыщенные жирные кислоты (в углеродной цепи присутствуют двойные связи) подразделяются на мононасыщенные (одна ненасыщенная связь – олеиновая кислота) и полиненасыщенные (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Собственно незаменимой является линолевая кислота (ω-6 содержит первую двойную связь в положении С-6), из которой образуется арахидоновая кислота при участии витамина B6. Основной источник линолевой кислоты – подсолнечное масло. Биологическое действие их заключается в том, что они являются предшественниками простагландинов клеточной мембраны, предотвращающих отложение холестерина на стенках кровеносных сосудов. Линоленовая кислота относится к группе ω-3 кислоты (содержит двойную связь в положении С-3). Содер28 1.2. Липиды (жиры) жание арахидоновой кислоты в пищевых продуктах незначительно и составляет в %: в мозге – 0,5; яйце – 0,1; свиной печени – 0,3; сердце – 0,2. Оптимальная потребность организма в линолевой кислоте – 10 г, минимальная – 2-6 г в сутки. Среднее содержание полиненасыщенных кислот в рационе в пересчете на линолевую кислоту должно составлять 4-6% от общей калорийности пищи. В льняном и соевом маслах отмечается высокое содержание линоленовой кислоты, жиры рыб относятся к высоконенасыщенным жирам, содержащим ПНЖК семейства ω-3 с очень длинной боковой цепью. Физические и химические свойства масел и жиров зависят от соотношения отдельных жирных кислот (табл. 21). Жиры нестойки при хранении. Гидролитический распад жиров, липидов зерна, муки, крупы является причиной ухудшения их качества, в конечном итоге – порчи. Скорость и глубину гидролиза масел и жиров можно охарактеризовать с помощью кислотного числа. Кислотное число – показатель, характеризующий количество свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Он выражается в мг 1Н раствора KOH, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Йодное число – показатель, характеризующий непредельность жирных кислот, входящих в состав жира. Выражается в процентах йода, эквивиалентного галогену, присоединяющемуся к 100 г жира. Жиры и масла, особенно содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха и светом с образованием гидропероксидов и вторичных продуктов их взаимодействия (спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты). На скорость окисления оказывают влияние антиокислители (искусственные антиоксиданты – соединения фенольной природы: ионол, БОТ, БОА, пропилгаллаты; природные – токоферолы, госсипол, сезамол). Таблица 21 – Содержание жирных кислот (в %) и характеристика масел и жиров Жиры и масла 1 Соевое Хлопковое Подсолнечное Рапсовое Содержание и состав жирных кислот ненанасысыщеносновных щенных ных 2 3 4 Растительные масла 2 14-20 75-86 C18 46-65 2 22-30 75-76 C 45-56 18 10-12 2-6 до 90 94-98 2 18 C 1 18 46-70 C 6-44 Эруковая 1-52 29 Характеристика t застычисло йодное вания, омылечисло ния °С 5 6 7 -18 191-193 120-140 2-4 191-193 101-116 16-18 0-10 186-194 167-181 119-136 94-103 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Продолжение табл. 21 1 Оливковое 2 9-18 3 82-91 Кокосовое до 90 10 0 C12 44-52 16-25 251-264 7-12 Пальмовое 44-57 43-56 0 C16 39-47 31-41 196-210 52-58 79-83 17-21 0 C16 10-19 19-24 240-257 15-20 58-60 40-42 C118 23-25 21-27 192-196 34-36 18-27 191-195 175-190 30-38 190-200 32-47 32-45 192-198 31-46 22-32 193-200 46-66 – 181-193 100-161 Пальмо-ядровое Масло какао 4 C118 70-82 0 16 C 5 0-6 6 185-200 7 72-89 31-34 0 C16 31-34 Льняное 6-9 Говяжий 45-60 Бараний 52-62 91-94 3 C18 41-60 Животные жиры 43-52 C1 24-29 18 43-44 38-48 0 C18 25-31 1 18 C Свиной 33-49 48-64 Китовый 10-22 48-90 36-42 1 18 C 25-32 34-44 – Ферментативное окисление (прогоркание) под действием биологических катализаторов характерно для липидов масличных семян, зерна и продуктов их переработки. Триацилглицерины Глицерин, моно-, диацилглицерины Жирные кислоты Гидропероксиды и пероксиды жирных кислот Вторичные продукты окисления (альдегиды, кетоны и др.) Рис. 4. Схема ферментативного прогоркания жира Маргариновая продукция. В основе получения маргариновой продукции лежат реакции переэтерификации (взаимодействие карбонильной группы сложного эфира со спиртовыми группами с образованием глицератов) с целью получения маргарина с высоким содержанием линолевой кислоты, гидрогенизации (присоединение водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав растительных масел), что приводит к изменению физико-химических свойств жировых смесей. 30 1.2. Липиды (жиры) Пищевая ценность масел и жиров Растительные жиры и масла являются источником энергетического и пластического материала, поставщиком непредельных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов. Рекомендуемое содержание жира в рационе человека по калорийности составляет 3033%: для населения южных зон – 27-28%, северных – 38-40% или 90-107 г в сутки, в том числе непосредственно в виде животных жиров – 45-50 г. Длительное ограничение жиров в питании или систематическое использование жиров с пониженным содержанием необходимых компонентов, в том числе сливочного масла, приводит к отклонениям в физиологическом состоянии организма: нарушается деятельность центральной нервной системы, снижается устойчивость организма к инфекциям (иммунитет), сокращается продолжительность жизни. Но и избыточное потребление жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечнососудистым заболеваниям, преждевременному старению. В составе пищевых продуктов различают видимые жиры (растительные масла, животные жиры, сливочное масло, маргарин, кулинарный жир) и невидимые жиры (жир в мясе и мясопродуктах, рыбе, молоке и молочных продуктах, крупе, хлебобулочных и кондитерских изделиях). Это, конечно, условное деление, но оно широко применяется. Наиболее важные источники жиров в питании – растительные масла (в рафинированных маслах 99,7-99,7% жира), сливочное масло (61,582,5% липидов), маргарин (до 82% жира), комбинированные жиры (5072%), кулинарные жиры (99% жира), молочные продукты (3,5-30% жира), некоторые виды кондитерских изделий – шоколад (35-40%), отдельные сорта конфет (до 35%), печенье (10-11%); крупы – гречневая (3,3%), овсяная (6,1%); сыры (25-50%), продукты из свинины, колбасные изделия (10-23% жира). Часть этих продуктов является источником растительных масел (растительные масла, крупы), другие – животных жиров. В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание полиненасыщенных кислот с определенным положением двойных связей и цис-конфигура3 цией (линолевой C 182 ; альфа- и гамма-линоленовой C 18 ; олеиновой C 118 ; арахидоновой C 420 ; полиненасыщенных жирных кислот с 5-6 двойными связями семейства омега-3). Рекомендуемое соотношение ω-6 и ω-3 кислот в рационе здорового человека – 10 : 1, для лечебного питания – от 3 : 1 до 5 : 1. Жирные кислоты семейства ω-3 содержатся в жирах морских рыб и млекопитающих. Это α-линолевая, эйкозапентановая, докозагексановая, докозапентаеновая кислоты (двойная связь расположена на 3-м месте от метильного конца). 31 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Таблица 22 – Содержание ω-3 жирных кислот, г/100 г Продукты Содержание Продукты Содержание М о р с к и е р ы б ы , м л е к о п и т а ю щ и е , м о р е п р о д ук т ы Жир китовый 21,7 Мойва осенняя 1,4 Сельдь иваси 5,9 Кальмар 1,4 Угорь 5,6 Кета 1,1 Шпроты 4,3 Мойва весенняя 0,9 Сардина иваси 4,2 Салака 0,9 Скумбрия дальневосточная 4,2 Килька балтийская 0,8 Кижуч 3,2 Мясо кита 0,7 Скумбрия атлантическая 2,8 Ледяная рыба 0,7 Сельдь тихоокеанская 2,0 Окунь морской 0,4 Сардина океаническая 2,0 Тунец 0,4 Горбуша 2,0 Хек 0,4 Палтус 2,0 Треска 0,2 Чавыча 1,9 Минтай 0,2 Ставрида 1,9 Путассу 0,2 Сайра 1,8 Мясо ластоногих 0,1 Нерка 1,6 Пресноводные рыбы Форель 2,2 Пелядь 0,2 – 0,9 Севрюга 1,4 Сиг 0,9 Ряпушка 1,3 Муксун 0,7 Форель радужная 0,8-0,6 Чир 0,5 Лещ 0,6 Судак 0,1 Карп 0,5-0,1 Щука 0,1 Сом 0,3 Налим 0,03 Жирные кислоты семейства ω-6 (двойная связь расположена на 6-м месте от метильного конца) преобладают в растительных жирах. К ним относятся линолевая, γ-линолевая и арахидоновая кислоты. Считается, что линолевая кислота должна обеспечивать 3-5% общей калорийности суточного рациона, по массе это составляет 8-10 г линолевой кислоты или 1-2 столовые ложки растительного масла. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Липиды являются обязательными компонентами всех живых клеток. Они объединяют большую группу органических соединений, представляющих собой структурные компоненты клеток или запасные энергетические материалы. Триглицериды составляют основную часть (до 98%) пищевых жиров и масел. 2. Пищевые жиры служат концентрированными источниками энергии, при окислении 1 г жира в организме освобождается 9 ккал энергии. Жиры должны обеспечивать не более 30-33% общей калорийности рациона. 3. Пищевые жиры служат источниками незаменимых пищевых веществ – жирорастворимых витаминов и незаменимых (эссенциальных) жирных кислот. Эссенци32 1.3. Углеводы альные жирные кислоты служат предшественником большой группы биологически активных веществ – эйкозаноидов (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены), играют важную роль в развитии нервной системы и сетчатки глаза. 4. Жиры содержатся почти во всех продуктах животного происхождения. Из растительных продуктов жиры в значительном количестве имеются только в семенах, орехах и авокадо. Растительные масла не содержат холестерина. 5. Вид потребляемой с пищей жиров и их количество имеют значение для сохранения здоровья и профилактики основных неинфекционных заболеваний человека, особенно сердечно-сосудистых патологий. Потребление с пищей большого количества холестерина и насыщенных жирных кислот (животных жиров) приводит к развитию атеросклероза, а высокое содержание жиров в рационе способствует развитию ожирения, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, инсулинонезависимого сахарного диабета. 6. При приготовлении пищи предпочтение рекомендуется отдавать растительным маслам и ограничивать потребление животных жиров. Общее потребление жиров должно составлять не более 30% от калорийности рациона. 1.3. Углеводы Углеводы широко распространены в природе, они встречаются в свободной или связанной форме в любой растительной, животной, бактериальной клетке, они составляют три четверти биологического мира и примерно 60-80% калорийности пищевого рациона. Наиболее распространенный углевод – целлюлоза, структурный компонент деревьев и растений. Главный пищевой ингредиент – крахмал. Моносахариды встречаются в свободном виде в природе в небольших количествах; в основном они присутствуют как структурные единицы полисахаридов, входят в состав дисахаридов и олигосахаридов. 1.3.1. Классификация углеводов Выделяют простые углеводы, или сахара, включающие моносахариды и дисахариды, и сложные углеводы – полисахариды (крахмал, гликоген и некрахмальные полисахариды – клетчатка (целлюлоза и гемицеллюлоза, пектины). Моносахариды содержат от 3 до 9 атомов углерода, наиболее распространены пентозы (5С) и гексозы (6С), а по функциональной группе альдозы и кетозы. Широко известные моносахариды – глюкоза, фруктоза, галактоза, рабиноза, арабиноза, ксилоза и Д-рибоза. Глюкоза (виноградный сахар) в свободном виде содержится в ягодах и фруктах (в винограде – до 8%; в сливе, черешне – 5-6%; в меде – 36%). Из молекул глюкозы построены крахмал, гликоген, мальтоза; глюкоза является основной часть сахарозы, лактозы. Фруктоза (плодовый сахар) содержится в чистом виде в пчелином меде (до 37%), винограде (7,7%), яблоках (5,5%); является основной частью сахарозы. 33 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Галактоза – составная часть молочного сахара (лактозы), которая содержится в молоке млекопитающих, растительных тканях, семенах. Арабиноза содержится в хвойных растениях, в свекловичном жоме, входит в пектиновые вещества, слизи, гумми (камеди), гемицеллюлозы. Ксилоза (древесный сахар) содержится в хлопковой шелухе, кукурузных кочерыжках. Ксилоза входит в состав пентозанов. Соединяясь с фосфором, ксилоза переходит в активные соединения, играющие важную роль во взаимопревращениях сахаров. В ряду моносахаридов особое место занимает D-рибоза. Почему природа всем сахарам предпочла рибозу – пока не ясно, но именно она служит универсальным компонентом главных биологически активных молекул, ответственных за передачу наследственной информации, – рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислот; входит она и в состав АТФ и АДФ, с помощью которых в любом живом организме запасается и переносится химическая энергия. Замена в АТФ одного из фосфатных остатков на пиридиновый фрагмент приводит к образованию еще одного важного агента – НАД – вещества, принимающего непосредственное участие в протекании жизненно важных окислительно-восстановительных процессов. Еще один ключевой агент – рибулоза 1,5-дифосфат. Это соединение участвует в процессах ассимиляции углекислого газа растениями. Полисахариды. Различают полисахариды (олигосахариды) I и II порядков (полиозы). Олигосахариды. Это полисахариды I порядка, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. В соответствии с этим различают дисахариды, трисахариды и т.д. Дисахариды – сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов. Дисахариды, наряду с полисахаридами, являются одним из основных источников углеводов в пище человека и животных. По строению дисахариды являются гликозидами, в которых две молекулы моносахаридов соединены гликозидной связью. Среди дисахаридов особенно широко известны мальтоза, сахароза и лактоза. Мальтоза, являющаяся α-глюкопиранозил-(1,4)-α-глюкопиранозой, образуется в качестве промежуточного продукта при действии амилаз на крахмал (или гликоген). Одним из наиболее распространенных дисахаридов является сахароза – обычный пищевой сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка α-D-глюкозы и одного остатка β-D-фруктозы. 34 1.3. Углеводы В отличие от большинства дисахаридов, сахароза не имеет свободного полуацетального гидроксила и не обладает восстанавливающими свойствами. Дисахарид лактоза содержится только в молоке и состоит из β-Dгалактозы и D-глюкозы. Среди природных трисахаридов наиболее известна раффиноза (содержащая остатки фруктозы, глюкозы и галактозы). Она находится в значительных количествах в сахарной свекле и во многих других растениях, в частности в бобовых. В целом олигосахариды, присутствующие в растительных тканях, разнообразнее по своему составу, чем олигосахариды животных тканей. Полисахариды II порядка разделяются на структурные и резервные. К первым относится целлюлоза, а к резервным – гликоген (у животных) и крахмал (у растений). Крахмал представляет собой комплекс из линейной амилозы (10-30%) и разветвленного амилопектина (70-90%), построенных из остатков молекулы глюкозы (α-амилоза и амилопектин в линейных цепях α-1,4-связами, амилопектин в точках ветвления межцепочными α-1,6-связами), общая формула которых C6H10O5n . Хлеб, картофель, крупы и овощи – главный энергетический ресурс организма человека. Гликоген – полисахарид, широко распространенный в тканях животных, близкий по своему строению амилопектину (сильно разветвленные цепочки через каждые 3-4 звена, общее количество гликозидных остатков 5-50 тыс.) Целлюлоза (клетчатка) является распространенным растительным гомополисахаридом, выполняет роль опорного материала растений (скелет растений). Древесина наполовину состоит из клетчатки и связанного с нею лигнина, это биополимер линейного характера, содержащий 600-900 остатков глюкозы, соединенных β-1,4-гликозидными связами. Декстраны – гомополисахариды, построенные из остатков D-глюкозы с доминирующим типом гликозидной связи. Декстран образуется из сахарозы и крахмала. Пентозаны – целлюлозоподобные полисахариды, построенные из ксилозы, арабинозы и других пентоз. Богаты пентозанами скорлупа орехов, подсолнухов, кукурузные кочерыжки, солома, рожь. Инулин – высокомолекулярный углевод, растворимый в воде. Содержится в клубнях земляной груши, георгинов, в корнях одуванчика, кок-сагыза, цикория, артишоках. Пектиновые вещества, содержащиеся в растительных соках и плодах, представляют собой гетерополисахариды, построенные из остатков 35 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … галактуроновой кислоты, соединенных α-(1,4)-гликозидными связями. Карбоксильные группы галактуроновой кислоты в той или иной степени этерифицированы метиловым спиртом. В зависимости от этого существует следующая классификация пектиновых веществ: – протопектин – нерастворимое в воде соединение сложного химического состава (в протопектине длинная цепь полигалактуроновой кислоты связана с другими веществами: целлюлозой, арабаном, галактаном и другими полиозами, а также с белковыми веществами); – пектиновые кислоты – это полигалактуроновые кислоты, в малой степени этерифицированные остатки метанола; – пектин представляет собой почти полностью этерифицированную пектиновую кислоту. Пектиновые вещества составляют основу фруктовых гелей. Пектины растворимы в воде, образуют коллоидные растворы. Протопектин нерастворим в воде, молекулярная масса 20-30 тыс. дальтон. К гемицеллюлозам относятся разнообразные по химической структуре гетерополисахариды растений: глюкоманнаны, галактоманнаны и ксиланы, содержащие в боковых цепях арабинозу, глюкозу и т.д. В растениях гемицеллюлозы, как правило, сопутствуют целлюлозе и лигнину, причем ксиланы и глюкоманнаны прочно адсорбируются на поверхности целлюлозы. Гемицеллюлозы, выделяемые из различных растений, отличаются по структуре. В деревьях и семенах они представлены линейными глюкоманнами, содержащими остатки -D-маннозы и -D-глюкозы, соединенных -(1,4)-гликозидными связями. В травах и древесине обнаружены гемицеллюлозы, цепи которых построены из остатков ксилопираноз, соединенных -(1,4)-гликозидными связями, причем в основной цепи имеются различные разветвления. Гликозиды – продукты, получающиеся при элиминации воды. Только очень малые количества гликозидов встречаются в питании человека. Однако их значение часто зависит не от количества, а связано с физиологической ролью. Ряд природных гликозидов являются сильными пенообразователями и стабилизаторами, флавоноидные гликозиды могут придавать горький вкус и (или) определенный аромат и цвет пищевому продукту. S-гликозиды встречаются в природе в семенах горчицы и корня хрена. Они называются гликозинолаты. Аллилгликозинолат, наиболее известный из класса S-гликозидов, называется синигрин. Он придает определенный аромат пище, но есть работы, авторы которых полагают, что S-гликозиды и (или) продукты их распада могут быть отнесены к пищевым токсикантам. 36 1.3. Углеводы Небольшое количество левоглюкозана образуется в условиях пиролиза при обжарке и выпечке мучных изделий и нагревании сахаров и сахарных сиропов при высокой температуре. Большие количества в пище нежелательны из-за горького вкуса. Другой класс гликозидов, важных с точки зрения гигиены питания, – цианогенные гликозиды. Это соединения, которые образуют цианистый водород (HCN) при деградации in vivo; они достаточно широко представлены в природе (семена горького миндаля, маниок, сорго, косточки персиков, абрикосов и др.). Цианиды калия и натрия, образующиеся при деградации этих гликозидов, обычно детоксицируется превращениями в тиоцианат. Эта реакция включает CN--ион, SO-3-ион и фермент Sтрансферузу. Однако, если путь детоксинации подавляется введением большого количества гликозида, может появиться токсичность. Были отмечены отравления как результат потребления маниока, горького миндаля; отравление крупного рогатого скота при потреблении незрелого проса или сорго. Идеальная защита от цианидного отравления – исключить (или почти исключить) цианогенную пищу. Эти пищевые продукты должны храниться только очень короткое время. Надо принимать меры, чтобы не было «побитых» после уборки плодов. Плоды должны быть тщательно отобраны и затем хорошо промыты, чтобы удалить цианид. 1.3.2. Физиологическое значение углеводов Углеводы являются главным источником энергии для человеческого организма, необходимой для жизнедеятельности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. В результате биологического окисления углеводов (а также жиров и, в меньшей степени, белков) в организме освобождается энергия, которая аккумулируется в виде богатого энергией соединения – аденозинтрифосфорной кислоты. При окислении 1 г углеводов в организме образуется 16,7 кДж (4 ккал) энергии. Роль углеводов в организме человека не ограничивается их значением как источника энергии. Эта группа веществ и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, являясь пластическими материалами. Регуляторная функция углеводов разнообразна. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров. Так, при нарушении обмена углеводов, например, при сахарном диабете, развивается ацидоз. Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему. 37 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … Некоторые углеводы и их производные обладают биологической активностью, выполняя в организме специализированные функции. Например, гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах, гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку и др. Следует отметить важную роль углеводов в защитных реакциях организма, особенно протекающих в печени. Так, глюкуроновая кислота соединяется с некоторыми токсическими веществами, образуя нетоксические сложные эфиры, которые, благодаря растворимости в воде, удаляются из организма с мочой. Углеводные запасы человека очень ограничены, содержание их не превышает 1% массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать с пищей ежедневно. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500 г, при этом примерно 80% приходится на крахмал. Усваиваемые и неусваиваемые углеводы. С точки зрения пищевой ценности, углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы – моно- и олигосахариды, крахмал, гликоген. Неусваиваемые – целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектин, гумми, слизи. При поступлении в пищеварительный тракт усваиваемые углеводы (за исключением моносахаридов) расщепляются, всасываются, а затем или непосредственно утилизируются (в виде глюкозы), или превращаются в жир, или откладываются на временное хранение (в виде гликогена). Накопление жира особенно выражено при избытке в диете простых сахаров и отсутствии расхода энергии. Обмен углеводов в организме человека складывается в основном из следующих процессов: 1. Расщепление в желудочно-кишечном тракте поступающих с пищей полисахаридов и дисахаридов – до моносахаридов. Всасывание моносахаридов из кишечника в кровь. 2. Синтез и распад гликогена в тканях, прежде всего, в печени. 3. Анаэробное расщепление глюкозы – гликолиз, приводящий к образованию пирувата. 4. Аэробный метаболизм пирувата (дыхание). 5. Вторичные пути катаболизма глюкозы (пентозофосфатный путь и др.). 6. Взаимопревращение гексоз. 7. Глюконеогенез, или образование углеводов из неуглеводных продуктов. Такими продуктами являются, в первую очередь, пировиноградная и молочная кислоты, глицерин, аминокислоты и ряд других соединений. 38 1.3. Углеводы Глюкоза – основная форма, в виде которой углеводы циркулируют в крови, обеспечивая энергетические нужды организма. Нормальное содержание глюкозы в крови 80-100 мг/100 мл. Избыток сахара превращается в гликоген, который расходуется как источник глюкозы, если с пищей поступает мало углеводов. Процессы утилизации глюкозы замедляются, если поджелудочной железой вырабатывается недостаточно гормона – инсулина. Уровень глюкозы в крови повышается до 200-400 мг/100 мл, почки перестают задерживать такие высокие концентрации сахара, и сахар появляется в моче. Наступает тяжелое заболевание – сахарный диабет. Быстрый подъем уровня глюкозы в крови вызывают моносахариды и дисахариды, особенно сахароза. На ворсинках тонкого кишечника из сахарозы и других дисахаридов высвобождаются остатки глюкозы, которые быстро поступают в кровь. При потреблении фруктозы уровень глюкозы в крови увеличивается менее резко. Фруктоза в большей степени задерживается печенью, а поступив в кровь, быстрее вступает в обменные процессы. Утилизация фруктозы не требует инсулина, поэтому она может потребляться и больными сахарным диабетом. Фруктоза в меньшей степени, чем глюкоза и сахароза, вызывает кариес зубов. Большая целесообразность потребления фруктозы по сравнению с другими сахарами связана и с тем, что фруктоза обладает большей сладостью. Моносахарид галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Она является продуктом расщепления молочного сахара. Дисахарид лактоза содержится только в молоке и молочных продуктах (сыры, кефир и т.д.), составляя примерно 1/3 сухих веществ. Гидролиз лактозы в кишечнике протекает замедленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется деятельность кишечной микрофлоры. Кроме того, поступление лактозы в пищеварительный тракт способствует развитию молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами патогенной и условно-патогенной микрофлоры, гнилостных микроорганизмов. Неусваиваемые углеводы человеческим организмом не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют (вместе с лигнином) так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна выполняют следующие функции в организме человека: – стимулируют моторную функцию кишечника; – препятствуют всасыванию холестерина; – играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов; – оказывают влияние на липидный обмен, нарушение которого приводит к ожирению; 39 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … – адсорбируют желчные кислоты; – способствуют снижению токсичных веществ жизнедеятельности микроорганизмов и выведению из организма токсичных элементов. При недостаточном содержании в пище неусваиваемых углеводов наблюдается увеличение сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных образований прямой кишки. Суточная норма пищевых волокон составляет 20-25 г. 1.3.3. Углеводы в пищевых продуктах Углеводы составляют 3/4 сухой массы растений и водорослей, они содержатся в зерновых, фруктах, овощах и в других продуктах. Главными усваиваемыми углеводами в питании человека являются крахмал и сахароза. Крахмал – главный энергетический ресурс человеческого организма. Источники крахмала – зерновые, бобовые, картофель. На долю крахмала приходится примерно 80% всех потребляемых человеком углеводов (табл. 23). Таблица 23 – Углеводы зерна и продуктов его переработки (%) Продукт Пшеница Мука пшеничная Макароны Рис Гречка Кукуруза Крахмал Сахара 52-55 67-68 62-69 55 63-64 57 2-3 1,7-1,8 1,7-4,6 3 2 2,5-3 Клетчатка, гемицеллюлоза и др. 8-14 0,1-0,2 0,1-0,2 4-10 1-2 6-10 Всего 60-70 73-74 72-75 63-64 67-68 67-70 Моносахариды и олигосахариды (в том числе сахароза) присутствуют в зерновых в относительно малых количествах. Сахароза обычно поступает в человеческий организм с продуктами, в которые она добавляется (кондитерские изделия, напитки, мороженое и др.). Принимая во внимание то, что сахароза в значительной степени способствует росту глюкозы в крови, следует отметить, что продукты с высоким содержанием сахара (в первую очередь кондитерские изделия) являются наименее ценными из всех углеводных продуктов. Таблица 24 – Сахара ржи и пшеницы (в %) Сахара Глюкоза Фруктоза Сахароза Мальтоза Другие олигосахариды Пшеница 0,01-0,09 0,02-0,09 0,19-0,57 0,06-0,15 0,67-1,26 40 Рожь 0,05 0,06 0,41 0,14 2,03 1.3. Углеводы В настоящее время можно считать доказанным, что необходимо увеличивать в рационе пищевые волокна. Источником их являются ржаные и пшеничные отруби, овощи, фрукты. Хлеб из цельного зерна, с точки зрения содержания пищевых волокон, гораздо более ценен, чем хлеб из муки высших сортов, не содержащих алейронового слоя и зародыша. Таблица 25 – Химический состав продуктов помола пшеницы (в % от сухого вещества) Выход Зола Клетчатка Пентозаны Крахмал Зерно Продукт 100,0 1,7 2,5 6,4 53,0 Мука в.с. 10,1 0,5 0,1 1,6 80,1 Мука 1 с. 22,4 0,6 0,2 1,8 77,8 Мука 2 с. 47,5 1,2 0,5 3,4 72,5 Отруби 18,4 5,4 8,4 22,1 13,8 Углеводы плодов представлены в основном сахарозой, глюкозой и фруктозой, а также клетчаткой и пектиновыми веществами (в черной смородине – 1,1; в сливе – 0,9; в клюкве – 0,7; в корках цитрусовых – 20-30; в корках яблок – 8-20% пектиновых веществ). Таблица 26 – Содержание различных углеводов в плодах (в %) Сахара Вид Яблоки сахароза глюкоза фруктоза Пектин. вещества 3,0 3,8 8,1 1,1 Клетчатка Всего углеводов 0,6 11-17 Персики 6,3 5,1 4,4 0,6 1,0 17-18 Виноград 0,6-4,0 8-10 7-10 0,6 0,6 17-25 Лимоны 0,9 0,6 0,6 1,1 0,5 3-4 Земляника 0,4 2,8 3,3 1,6 1,4 9-10 Животные продукты содержат значительно меньше усваиваемых углеводов, чем растительные. Мясной и печеночный гликогены подобны по строению крахмальному амилопектину и усваиваются так же, как крахмал. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Углеводы составляют наибольшую в процентном отношении часть пищи – в среднем 250-400 г в день. Основная функция углеводов – обеспечение организма энергией (55-70% общей калорийности в сутки). 2. Углеводы пищи делятся на простые углеводы, включающие моно- и дисахариды, и сложные углеводы – полисахариды. Полисахариды включают усвояемые (крахмал и гликоген) и неусвояемые некрахмальные полисахариды, называемые пищевыми волокнами. 41 1. Гигиеническая характеристика основных веществ питания … 3. Основными источниками углеводов являются продукты растительного происхождения: продукты из зерна и муки (хлебобулочные изделия, крупы, макароны), сахар, овощи фрукты. Животные продукты содержат лактозу, гликоген, глюкозу в малых количествах. 4. Пищевые волокна содержатся исключительно в растительных продуктах: овощах, фруктах, бобовых и продуктах из зерна. Правильное здоровое питание предполагает обязательное потребление пищевых волокон (около 25 г в сутки). 5. Физиологические эффекты пищевых волокон обеспечивают поддержание нормальной функции желудочно-кишечного тракта, особенно толстого кишечника, влияют на состав микрофлоры (пребиотическая функция) и перистальтику кишечника; играют важную роль в профилактике тяжелейших заболеваний человека: сердечно-сосудистых, некоторых видов рака, диабета. 6. Такие источники углеводов, как овощи, фрукты, ягоды являются источниками биологически активных веществ – витаминов и природных антиоксидантов, играющих важную регуляторную функцию в физиологических процессах, а также факторами предупреждения современных заболеваний человека. 7. Ежедневное потребление сахара не должно превышать 50 г, так как он способствует развитию кариеса зубов и ожирения. 42 2.1. Витамины 2. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОНУТРИЕНТОВ Класс микронутриентов объединяет витамины, предшественники витаминов и витаминоподобные вещества, а также минеральные вещества. Очень часто они называются биологически активными веществами. Биологически активные вещества используются в пищевой промышленности как БАДы– биологически активные добавки (food supplements) подразделяются на нутрицевтики (БАД, обладающие пищевой ценностью) и парафармацевтики, обладающие выраженной биологической активностью. ОЖИРЕНИЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗ И СС ЗАБОЛЕВАНИЯ ИММУНОДЕФИЦИТЫ ПРОФИЛАКТИКА ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ НУТРИЦЕВТИКИ БАД ПАРАФАРМАЦЕВТИКИ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ РЕГУЛЯЦИЯ РЕГУЛЯЦИЯ МИКРОБИОЦЕНОЗА НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖКТ АДАПТОГЕННЫЙ ЭФФЕКТ АДАПТАЦИЯ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ, ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ Рис. 5. Схема биологического действия БАД 2.1. Витамины Витамины – биологически активные вещества разных классов. В настоящее время известно 13 витаминов, жизненно необходимых человеку. Они подразделяются на группы водорастворимых и жирорастворимых витаминов. 43 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов 2.1.1. Водорастворимые витамины Витамин С необходим для нормальной жизнедеятельности человека: противоцинготный фактор, участвует во многих видах окислительно-восстановительных процессов, положительно влияет на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость человека к экстремальным воздействиям, участвует в обеспечении нормальной проницаемости капиллярных сосудов, повышает их прочность и эластичность, способствует лучшему усвоению железа, нормальному кроветворению. При нехватке витамина С наблюдаются сонливость, утомляемость, снижается сопротивляемость организма к простудным заболеваниям, при авитаминозе развивается цинга. Важнейшая физиологическая функция витамина – способность обратно окисляться в дегидроаскорбиновую кислоту под действием аскарбатоксидазы. Установлена важная роль витамина С в синтезе ряда гормонов, метаболизме фолиевой кислоты и аминокислот, его антиоксидантные функции, которые усиливаются в присутствии антиоксидантов: витамина Е и каротина. Широкое применение в пищевой промышленности нашли аскорбат кальция и аскорбилпальмитат. Все необходимое количество витамина С человек получает с пищей. Витамин С крайне нестоек, легко разрушается кислородом воздуха в присутствии следов железа и меди, более устойчив в кислой среде, чем в щелочной, мало чувствителен к свету. В силу нестойкости его содержание в овощах и плодах при их хранении быстро снижается. Исключение – свежая и квашеная капуста. При тепловой обработке пищи разрушается на 25-60%. Витамин С используется для обогащения соков, водорастворимых напитков, сухих завтраков, молока, в качестве хлебопекарного улучшителя, для сохранения цвета мясных продуктов совместно с нитратами и нитритами. Специфическая функция витаминов группы В в организме состоит в том, что из них образуются коферменты и простетические группы ферментов, осуществляющих важнейшие метаболические процессы. Витамин В1 – тиамин, аневрин. Тиамин участвует в регулировании углеводного обмена, а также в реакциях энергетического обмена. Недостаток его вызывает нарушение в работе нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, полиневрит (бери-бери). Действующей в организме формой витамина В1 является его тиаминдифосфат (ТДФ, кокарбоксилаза). Кокарбоксилаза – простетическая група ряда ферментов, биологическая функция которой – декарбоксилирование пировиноградной кислоты (СН3СОСООН) и расщепление С-С-связей α-кетокислот и α-кетоспиртов. 44 2.1. Витамины Витаминзависимые ферменты – пируватдегидрогеназа, α-кетоглутоматдегидрогеназа, транскетолаза. Витамин В1 содержится в периферийных частях зерна, и при помоле переходит в отруби. Для увеличения содержания тиамина на мельзаводах проводят обогащение муки высшего и 1 сортов синтетическим тиамином. Витамин В1 используют для обогащения продуктов из риса, детского питания, молока, и молочных продуктов быстрого приготовления. Витамин В1 стоек к действию кислорода, кислот, редуцирующих веществ, чувствителен к действию света, температуры. В щелочной среде легко разрушается, например, при добавлении в тесто щелочных разрыхлителей: соды, углекислого аммония. Расщепляется и под влиянием фермента тиаминазы, который содержится в сырой рыбе, но разрушается при ее варке. Витамин В2 – (рибофлавин). Участвует в качестве кофермента флавинонуклеотида в ферментных системах, катализирующих транспорт электронов и протонов в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в живом организме. Участвует в обмене белка, жира, нормализует функцию нервной, пищеварительной систем. Коферментам витамина В2 принадлежит важная роль при превращениях В6 и фолиевой кислоты в их активные коферментные формы, триптофана в ниацин. При недостатке рибофлавина возникают заболевания кожи (себорея, псориаз), воспаление слизистой оболочки ротовой полости, появляются трещины в углах рта, развиваются заболевания кровеносной системы и желудочно-кишечного тракта. Некоторое количество витамина В2 поступает в организм человека в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин В2 устойчив к повышенным температурам, окислению, не разрушается в кислой среде, нестоек к действию восстановителей в щелочной среде, разрушается под действием света. Пантотеновая кислота (по греч. – «вездесущий»; витамин В3). Входит в качестве кофермента А (коэнзим А, КоА) в состав ферментов биологического ацилирования, участвует в биосинтезе и окислении жирных кислот, липидов, синтезе холестерина, стероидных гормонов. Отсутствие пантотеновой кислоты в организме вызывает вялость, дерматит, выпадение волос, онемение пальцев ног. Признаки гиповитаминоза у человека наблюдаются редко, т.к. кишечная палочка синтезирует В3. Пантотеновая кислота широко распространена в природе. Кулинарная обработка не приводит к значительному разрушению пантотеновой кислоты, но до 30% ее может переходить в воду при варке. Чувствительна к действию кислот, оснований. 45 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Витамин РР (ниацин). Под этим названием имеют в виду два вещества, обладающих практически одинаковой витаминной активностью: никотиновая кислота и ее амид (никотинамид). Ниацин является коферментом никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) большой группы НАДи НАДФ-зависимых ферментов дегидрогеназы, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в клетках. Никотинамидные коферменты играют важную роль в тканевом дыхании. При недостатке витамина РР в организме наблюдается вялость, быстрая утомляемость, бессонница, сердцебиение, пониженная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям. Ниацин способствует усвоению растительного белка, поэтому он важен для лиц, не употребляющих животные белки. Он участвует в углеводном обмене, способствует деятельности желудочно-кишечного тракта. При значительном недостатке развивается пеллагра (от итал. – pellagra – шершавая кожа) – тяжелое заболевание, приводящее к расстройству слизистой полости рта и желудка, появляются пятна на коже, нарушаются функции нервной и сердечно-сосудистой систем, психики. Потребность в ниацине покрывается за счет его поступления с пищей и образования из триптофана (из 60 мг триптофана, поступающего с пищей, образуется 1 мг ниацина). Это необходимо учитывать при оценке пищевых продуктов как источников витамина РР. Например, в районах, в которых важным источником питания являются бедные триптофаном кукуруза и сорго, наблюдаются РР-витаминная недостаточность и заболевание пеллагрой. Молоко и молочные продукты, яйца бедны витамином РР, но с учетом содержания триптофана они – удовлетворительные его источники. В ряде злаковых и получаемых из них продуктов витамин РР находится в связанной форме и практически не усваивается организмом. Содержание ниацина в овощах и бобовых невелико. При размоле зерна теряется до 80% ниацина. Ниацин используют для обогащения кукурузных и овсяных хлопьев, муки. Витамин РР хорошо сохраняется в продуктах питания, не разрушается под действием света, кислорода воздуха, в щелочных и кислых растворах. Кулинарная обработка не приводит к значительным потерям ниацина, однако часть его (до 25%) может переходить при варке мяса и овощей в воду. Витамин В6 (пиридоксин). Существует в трех различных химических формах: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. Участвует в синтезе и превращениях амино- и жирных кислот в качестве кофермента пиридоксальфосфата (ПАЛФ) в пиридоксальных ферментах азотистого 46 2.1. Витамины обмена. Необходим для нормальной деятельности нервной системы, органов кроветворения, печени. Недостаток его вызывает дерматиты. Витамин В6 широко распространен в природе. Он устойчив к повышенным температурам, кислотам, разрушается на свету и в щелочных средах. Некоторое количество витамина В6 поступает в организм в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин В6 в виде пиридоксин гидрохлорида используется для обогащения муки, изделий из зерна, молочных продуктов, продуктов лечебно-профилактического и детского питания. Фолиевая кислота (витамин В9, фолацин). Под названием фолацин выступают два витамина: собственно фолиевая кислота и тетрагидрофолиевая кислота. Название произошло от лат. folia – лист. Участвует в процессах кроветворения, переносе одноуглеродных радикалов, синтезе амино- и нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований в качестве кофермента тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) соответствующих ферментов. Фолиевая кислота необходима для деления клеток, роста органов, нормального развития зародыша и плода, функционирования нервной системы. Много фолиевой кислоты содержится в зелени и овощах, значительное количество вырабатывается микрофлорой кишечника. Недостаток проявляется в нарушениях кроветворения (анемия, лейкемия), работе пищеварительной системы, снижении сопротивляемости организма к заболеваниям. Разрушается при термообработке (в овощах до 95%), под действием света, при пастеризации молока теряется до 75% фолиевой кислоты. Витамин B12 (цианкобаламин, антианемический фактор), свое название получил из-за того, что участвует в процессах кроветворения, превращениях аминокислот, биосинтезе нуклеиновых кислот. Для эффективного усвоения этого витамина необходим внутренний фактор (фактор Кастла), гликопротеид слизистой оболочки желудка, способствующий всасыванию витамина. Разрушается при длительном действии световых лучей, в кислой и щелочной среде, термостабилен. Биотин (витамин H, от нем. Haut – кожа, противопеллагрический фактор). Входит в состав ферментов, катализирующих реакции карбоксилирования – декарбоксилирования, участвуя в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. Этот витамин нейтрализуется белком сырого яйца – авидином. При недостатке витамина возникают депигментация и дерматит кожи, нервные расстройства. Потребность удовлетворяется за счет продуктов и биосинтеза микрофлорой кишечника. В процессе кулинарной обработки практически не нарушается. Используется в качестве стимулятора роста хлебопекарных дрожжей. 47 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов 2.1.2. Жирорастворимые витамины Витамин А – (ретинол, ретинилацетат, ретиналь, ретиноевая кислота). Участвует в биохимических процессах, обеспечивая нормальное функционирование биологических мембран, эпителиальных тканей, их проницаемость и предотвращая их кератинизацию. В органах зрения в форме ретинола является простетической группой зрительного пигмента – родопсина. При значительном гиповитаминозе и авитаминозе нарушается сумеречное зрение (куриная слепота – гемералопия), сухость кожи (ксерофтальмия) и слизистых оболочек (ороговение и нарушение проницаемости). Содержится только в продуктах животного происхождения. В растительных продуктах содержатся провитамины А – каротины. Наиболее биологически активен β-каротин, из которого в организме образуются две молекулы витамина А. Ретинол и каротины легко окисляются и разрушаются под действием света, при кулинарной обработке потери составляют около 30%. Витамины группы D. Под этим термином понимают несколько соединений, относящихся к стеринам; наиболее активны − эргокальциферол (D2) и холекальциферол (D3). Первый является продуктом растительного, второй − животного происхождения. Витамин D регулирует содержание кальция и неорганического фосфора в крови, участвует в минерализации костей и зубов. Этим и объясняется его второе название: кальциферол, или несущий кальций. Хронический дефицит его приводит к развитию рахита у детей и разрежению костей − остеопорозу − у взрослых (следствие его − частые переломы костей). Кальциферолы содержатся в продуктах животного происхождения (мкг%): рыбьем жире − 125; печени трески − 100; говяжьей печени − 2,5; яйцах − 2,2; молоке − 0,05; сливочном масле − 1,3-1,5. Потребность в этом витамине у взрослого человека удовлетворяется за счет образования в коже под влиянием ультрафиолетовых лучей из провитаминов, например 7-дегидрохолестерина. У детей суточная потребность в этом витамине выше, чем у взрослых − 12-25 мкг, и при гипо- или авитаминозе необходимо его повышенное поступление с пищей или со специальными препаратами. При избытке витамина D у детей и взрослых (гипервитаминоз) развивается витаминная интоксикация. Витамин D не разрушается при кулинарной обработке, очень чувствителен к свету, действию кислорода, ионов металлов. Токоферолы. Витамин Е, обладающий наибольшей биологической активностью среди соединений этой группы, α-токоферол в чистом виде впервые был выделен в 1936 г. из зародышей пшеницы. Известно еще несколько представителей этой группы (токоферолы, метилтоколы), ко48 2.1. Витамины торые имеют меньшее количество метильных групп в ароматическом ядре и их аналоги − токотриенолы − с насыщенной боковой цепью. Токоферолы регулируют интенсивность свободно-радикальных реакций в живых клетках, предотвращают окисление ненасыщенных жирных кислот в липидах мембран, влияют на биосинтез ферментов. При авитаминозе нарушаются функции размножения, наблюдается поражение миокарда, сосудистой и нервной систем. Витамин Е выполняет не только витаминную, но и антиоксидантную функции, поэтому применяется для профилактики онкологических заболеваний при радиационном и химическом воздействии на организм. Положительно влияет на функции половых желез. Применяется для профилактики ишемической болезни сердца, простатита, при снижении сексуальной активности. Токоферолы распространены в растительных объектах, в первую очередь, в маслах: соевом − 115, хлопковом − 99, подсолнечном − 42 мг%. В хлебе содержится 2-4, в крупах − 2-15 мг%. Витамин Е относительно устойчив при нагревании, разрушается под влиянием ультрафиолетовых лучей, кислорода. Витамин К (от нем. Koagulationsvitamin − витамин коагуляции) открыт в 1929 г. как антигеморрагический фактор. Необходим человеку для нормализации или ускорения свертывания крови. По химической природе витамин К является хиноном с боковой изопреноидной цепью. Существуют два ряда витаминов группы К − филлохинона (витамин К1-ряда) и менахинона (витамин К2-ряда). Филлохиноны и их производные содержатся в зеленых частях растений и поступают в организм с пищей, менахиноны образуются в результате деятельности микрофлоры кишечника или при метаболизме нафтохинонов в тканях организма. Витамин К регулирует процесс свертывания крови, участвуя в образовании компонентов ее системы (протомбин и другие). При недостатке витамина К наблюдается повышенная кровоточивость, особенно при порезах. Основные источники его − укроп, шпинат, капуста. Витамин К устойчив к повышенным температурам, разрушается на свету, в щелочной среде. Основные источники витаминов представлены в таблице 27. Таблица 27 – Основные источники витаминов Витамины 1 Аскорбиновая кислота (витамин С), мг/100 г Продукт и содержание витаминов 2 Свежий шиповник – 650, красный сладкий перец – 250, черная смородина и облепиха – 200, перец зеленый сладкий, грибы белые сушеные, петрушка – 150, капуста, чеснок (перо), шпинат – 50-70, земляника садовая, апельсины, лимоны, мандарины, белая и красная смородина – 40-60, молодой картофель, зеленый лук, зеленый горошек, редис, томаты – 20-30, яблоки – 10-16, печень свиная и говяжья – 21-33 49 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов 1 Тиамин, мг/ 100 г (витамин В1) Продолжение табл. 27 2 Горох – 0,8; фасоль – 0,5; крупы: овсяная – 0,5; пшено – 0,4; гречка ядрица – 0,4; хлеб пшеничный (2 с.) – 0,23; хлеб ржаной – 0,18; хлебопекарные дрожжи – 0,6; свинина – 0,4-0,8; печень – 0,3; почки – 0,29-0,39; сердце говяжье и свиное – 0,36; сырокопченые колбасные изделия и свинокопчености – 0,3-0,6 Рибофлавин, мг/100 г (витамин B2) Бобовые – 0,15; хлеб из муки грубого помола – 0,1; мясо птицы, рыбы – 0,2; печень – 2,2; почки говяжьи и свиные – 1,6-1,8; яйца – 0,4; молоко – 0,15; творог – 0,3; сыр – 0,4 Пиридоксин (витамин B6), мг/100 г Фасоль, соя – 0,9; овощи и фрукты – 0,1-0,2; мясо животных и птицы – 0,3-0,5; печень, почки говяжьи и свиные – 0,5-0,7; рыба – 0,1-0,2 Ретинол (витамин А) мг/100 г Рыбий жир –19; печень: говяжья – 8; свиная – 3,4; трески – 4 β-каротин, мг/100 г Красная морковь – 9; чеснок, зеленый лук, красный перец, чеснок (перо), шиповник свежий – 2-3; абрикосы, облепиха, тыква – 1,5-1,6; помидоры – 1,0; сельдерей, петрушка (зелень),черемша, шпинат – 4-5 Токоферолы (витамин Е), мг/100 г Растительные масла (рафин.): соевое – 114; подсолнечное – 42; хлопковое – 99; α-токоферол: масло хлопковое – 50; подсолнечное – 39; рапсовое –15; соевое – 10; хлеб – 2-4; крупы – 2-9 Холекальциферол, эргокальциферол (витамин D2 и D3), мкг/100 г Рыбий жир – 125; печень трески – 100; сельдь атлантическая – 30; яйца – 2,2; говяжья печень – 2,5; сливочное масло – 1,3-1,5 Пантотеновая кислота (витамин B3), мг/100 г Печень говяжья и свиная – 6-7; почки – 3-4; хлебопекарные дрожжи – 4-5; бобовые – 1-2 Хлеб – 20-30; петрушка (зелень) – 110; шпинат – 80; Фолацин, фолиевая кислота салат – 48; лук – 32; ранняя капуста, зеленый горошек – 20; свежие грибы – 40; хлеб, дрожжи – до 550; печень свиная (витамин Bc), мкг/100 г и говяжья – 230-240; творог – 35-40; сыры –10-45 Цианкобаламин, мкг/100 г (витамин B12) Говяжьи: печень – 60; почки – 25; свиные: печень – 30; почки – 15; мясо – 2-4; сыры – 1-2 Ниацин, мг/100 г (витамин PP) Птица – 6-8; мясо убойных животных – 3-6; печень говяжья и свиная – 9-12; прессованные хлебопекарные дрожжи – 10-20 Биотин, мг/100 г (витамин H) Печень, почки говяжьи и свиные – 80-140; яйца – 28; соя – 60; горох – 19 Примечание: 1 мкг витамина Д = 40 МЕ. 50 2.1. Витамины Потребность в витаминах варьирует в широких пределах и возрастает при физической и психологической нагрузке, стрессах, после перенесенных заболеваний, у беременных женщин. Таблица 28 – Нормы физиологической потребности в витаминах в сутки для взрослого человека Витамины Витамин А Форма продукта Ретинол эквивалент Ретинол ацетат, пальмитат Витамин Д Холекальциферол Витамин Е Токоферола эквивалент Α-токоферола ацетат Витамин К1 Филлохинон Витамин B1 Тиамин Тиамин гидрохлорид Тиамин моногидрат Рибофлавин Рибофлавин-5э-фосфат Пиридоксин Пиридоксин гидрохлорид Витамин B2 Витамин B6 ЕЭС 800 мкг 2667 МЕ МЗ СССР 900 мкг 3000 МЕ 5 мкг 200 МЕ 2,5 мкг 100 МЕ 10 мг 14,9 мг 9 мг 14,9 мг 80 мкг ( США) – 1,4 мг 1,8 мг 1,7 мг 1,6 мг 2,3 мг 2,0 мг 2,44 мг 1,2-2,1 мг 1,6-2,7 мг – 1,5-2,4 мг 2,1-3,4 мг 2,0 мг 2,44 мг Витамин РР Ниацин/ ниацинамид 18 мг 16-28 мг Витамин В3 Пантотеновая кислота Пантотенат кальция 6 мг 6,66 мг – – Витамин Вс Фолиевая кислота 200 мкг 200 мкг Витамин В12 Цианкобаламин 1 мкг 3 мкг Витамин Н Биотин 150 мкг – Витамин С Аскорбиновая кислота Аскорбат натрия 60 мг 67,2 мг 70-100 мг – Примечания: ЕЭС – Нормы Европейского экономического сообщества ЕЭС 90/496. Норма МЗ СССР – Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения. – М., 1991. 2.1.3. Витаминоподобные соединения Витаминоподобные соединения, как уже указывалось, относятся к биологически активным соединениям, выполняющим важные и разнообразные функции в организме. Их можно разделить на несколько групп. Холин (холинхлорид). Входит в состав некоторых фосфолипидов (фосфатидилхолины), ацетилхолина, важнейшего нейромедиатора. Участвует в биосинтезе метионина, адреналина, нуклеиновых кислот. При авитаминозе наблюдаются жировое перерождение печени, кровоизлияния во внутренних органах. 51 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Биофлавоноиды. Наиболее важные представители: гесперидин, катехин, рутин. Биофлавоноиды − группа веществ, обладающих способностью укреплять, поддерживать эластичность стенок капилляров, снижать их проницаемость. Их способностью является присутствие в качестве структурных компонентов циклов, в том числе ароматических и содержащих двойные связи, окси- и карбонильные группы, остатки сахаров. Гесперидин − гликозид, содержащий глюкозу и рамнозу. Выделяют из цедры лимона. Катехины − группа соединений, выделяемых из листов чая, бобов какао, винограда. Их представителями являются эпикатехин и рутин. Рутин − гликозид, состоящий из кварцетина, глюкозы и рамнозы. Часто используется совместно с витамином С, который предохраняет его от окисления. Таблица 29 – Витаминоподобные вещества Физиологические и технологические функции Незаменимые пищевые вещества с пластической функцией БАВ, синтезируемые в организме Фармакологически активные вещества Факторы роста микроорганизмов Наименование соединения Холин, инозит Липоевая кислота, оротовая кислота, карнитин Биофлавоноиды, метилметионин-сульфоний (витамин U ), пангамовая кислота (витамин В15). Парааминобензойная кислота КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Существуют 13 витаминов, которые являются незаменимыми пищевыми веществами и обязательно должны поступать с пищей. Четыре витамина относятся к жирорастворимым (A, D, E, K), а другие девять – к водорастворимым. 2. Водорастворимые витамины входят в состав ферментов в качестве коферментов и катализируют биохимические реакции метаболизма пищевых веществ и получения энергии. 3. Ни один пищевой продукт не содержит всех или даже большей части витаминов, каждая группа продуктов служит источником отдельных витаминов, следовательно, для обеспечения их достаточного поступления с пищей важно соблюдение правил разнообразного здорового питания. 4. При правильном питании человек получает все необходимые витамины из пищи и не нуждается в дополнительном приеме препаратов. Дети, подростки, взрослые, придерживающиеся ограничительных диет для снижения массы тела, длительно принимающие лекарства и с заболеваниями желудка и кишечника, занятые тяжелым физическим трудом и в состоянии стресса, нуждаются в дополнительной витаминизации. 5. Водорастворимые витамины легко разрушаются при тепловой обработке продуктов, особенно витамин С, B1 . Жирорастворимые витамины более устойчивы при кулинарной обработке. Свежие овощи и фрукты необходимо употреблять в свежем виде. 52 2.2. Пищевые кислоты 2.2. Пищевые кислоты Пищевые кислоты представляют собой группу веществ органической и неорганической природы. Органические пищевые кислоты содержатся преимущественно в растительных продуктах, молочная кислота образуется в процессе жизнедеятельности молочно-кислых бактерий и других микроорганизмов. Таблица 30 – Некоторые пищевые кислоты фруктов, ягод, овощей Растительный объект Абрикосы Авокадо Айва Ананасы Апельсин Апельсиновая кожура (цедра) Бананы Виноград Вишня Грейпфрут Груши Ежевика Клубника (земляника) Клюква Крыжовник Лаймы Лимоны Персики Сливы Смородина Финики Черника Бобы Брокколи Грибы Горох Картофель Морковь Помидоры Ревень Основные кислоты Яблочная, лимонная Винная Яблочная Лимонная, яблочная Лимонная, яблочная, щавелевая Яблочная, лимонная, щавелевая Яблочная, лимонная, винная, следы уксусной и муравьиной Яблочная и винная (3 : 2), лимонная, щавелевая Яблочная, лимонная, винная, янтарная, хинная, шикимовая, глицериновая, гликолевая Лимонная, яблочная, винная, щавелевая Лимонная, яблочная, винная, щавелевая Изолимонная, яблочная, молочно-изолимонная, шикимовая, хинная, следы лимонной и щавелевой Лимонная, яблочная, шикимовая, янтарная, глицериновая, гликолевая, аспарагиновая Лимонная, яблочная, бензойная Лимонная, яблочная, шикимовая, хинная Лимонная, яблочная, винная, щавелевая Лимонная, яблочная, винная, щавелевая Яблочная, лимонная Яблочная, винная, щавелевая Лимонная, винная, яблочная, янтарная Лимонная, яблочная, уксусная Лимонная, яблочная, глицериновая, лимонно-яблочная, гликолевая, янтарная, глюконуроновая, галактоуроновая, хинная, глутаминовая, аспарагиновая Овощи Лимонная, яблочная, в небольшом количестве янтарная и фумаровая Яблочная, лимонная (3 : 2), щавелевая, янтарная Кетостеариновая, фумаровая, алалнтоиновая Яблочная Яблочная, лимонная, щавелевая, фосфорная, пироглутаминовая Яблочная, лимонная, изолимонная, янтарная, фумаровая Яблочная, лимонная, щавелевая, фосфорная, янтарная, гликолевая, винная, соляная, серная, фумаровая, галактуроновая Яблочная, лимонная, щавелевая 53 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Биологическое значение пищевых кислот: 1) участвуют в формировании вкуса и аромата пищевого продукта; 2) обладают энергетической ценностью, участвуют в обмене веществ: лимонная кислота – 2,5 ккал/г, яблочная – 2,4 ккал/г, молочная – 3,6 ккал/г; 3) участвуют в процессах пищеварения, активируют перистальтику кишечника и стимулируют секрецию пищеварительных соков; 4) влияют на формирование определенного состава микрофлоры путем снижения рН среды; 5) тормозят развитие гнилостных процессов в толстом кишечнике; 6) отдельные кислоты (лимонная) препятствуют образованию канцерогенных нитрозоаминов, обладают антисептическим действием (бензойная кислота); 7) отдельные кислоты (щавелевая кислота – зеленый крыжовник, листья шпината, щавеля и крапивы) способны откладываться в суставах и в мочевыводящих путях. 2.3. Минеральные вещества Минеральные вещества не имеют пищевой (энергетической) ценности, но выполняют важную физиологическую роль, являются важными элементами, участвующими в разнообразных биологических процессах, во множестве физиологических и биохимических реакциях: 1. Участвуют в поддержании кислотно-щелочного равновесия – все биохимические реакции в организме протекают при определенном значении pH внутренней среды, т.е. при определенном соотношении кислот и щелочей. Кислотообразующие элементы (хлор, сера, фосфор) превалируют в пище, богатой белками (мясо, рыба, птица, яйца и продукты из зерна), а щелочные элементы (кальций, калий, натрий, магний) в большом количестве содержатся в овощах, фруктах и орехе. В цитрусовых, несмотря на их кислый вкус, превалируют именно щелочные элементы. Молоко содержит щелочеобразующий кальций и кислотообразующий фосфор, поэтому не влияет на кислотно-щелочное равновесие. Избыток кислотных элементов выводится в виде CO2 через легкие и почки, кроме того в крови присутствуют буферные системы (карбонаты, фосфаты, белки), предотвращающие изменения pH крови. 2. Регуляция биохимических реакций. Минеральные вещества входят в состав ферментов, катализирующих множество биохимических реакций (цинк катализирует около 100 реакции). 3. Всасывание и переваривание пищи в кишечнике протекает с обязательным участием минеральных веществ. 54 2.3. Минеральные вещества 4. Минеральные вещества входят в состав гормонов, ферментов (металлоферменты), витаминов как обязательные компоненты (йод в составе тироксина) и выполняют регуляторную функцию. 5. Минеральные вещества являются основными компонентами костей и зубов (кальций, фосфор, магний), структурных белков, белков крови (железо, кобальт, медь гемоглобина). 6. Минеральные вещества регулируют водный обмен в системе межклеточная – внутриклеточная – сосудистая вода. Накопление и передвижение жидкости из одной части в другую часть зависят от концентрации растворенных минеральных веществ, состоящих из противоположно заряженных ионов – электролитов, создающих осмотическое давление. Повышение концентрации электролитов вызывает повышение осмотического давления. При повышенном потреблении поваренной соли наблюдается накопление ионов натрия и хлора во внеклеточной жидкости и накопление воды, которое влечет увеличение объема крови и внеклеточной жидкости – повышение артериального давления. 7. Минеральные элементы (калий и натрий) участвуют в передаче нервных импульсов по нервному волокну и между нервными клетками посредством генерации нервных импульсов. 8. Для нормального функционирования мышц необходим кальций, принимающий участие в процессе сокращения, а также калий, натрий, магний для расслабления сокращенной мышцы. В зависимости от количества минеральных веществ в организме человека и пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. 2.3.1. Макроэлементы Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические процессы в организме. Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда тонкого кишечника практически не растворима в воде. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание. Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, 55 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты, и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1 : 0,5. Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в два раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать возникновению почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1 : 1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывают фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли. Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей и подростков − 1000 мг и более. При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз − деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит. Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог (100-1000 мг/100 г продукта), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах (20-40 мг/100 г продукта). Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм организма. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе холестерина). Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Ежедневная потребность в магнии точно не определена; считают, однако, что доза 200-300 мг/сут. предотвращает проявление недостаточности (предполагается, что всасывается около 30% магния). Известны случаи врожденной недостаточности всасывания магния из кишечника, что указывает на наличие специфического механизма всасывания этого иона. 56 2.3. Минеральные вещества При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, на стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений. У человека недостаток ионов магния, обусловленный характером питания, крайне маловероятен. Однако большие потери этого элемента могут происходить при диарее; последствия их сказываются, если в организм вводятся жидкости, не содержащие магний. Когда концентрация магния в сыворотке снижается примерно до 0,1 ммоль/л, может возникать синдром, напоминающий белую горячку: у человека наступает полукоматозное состояние, наблюдается мышечная дрожь, спазмы мышц в области запястья и стопы, повышение нервно-мышечной возбудимости в ответ на звуковые, механические и зрительные раздражители. Введение магния вызывает быстрое улучшение состояния. Магнием богаты в основном растительные продукты. Большое количество его содержат пшеничные отруби, различные крупы (40-200 мг/100 г продукта), бобовые, урюк, курага, чернослив. Мало магния в молочных продуктах, мясе, рыбе, макаронных изделиях, большинстве овощей и фруктов (20-40 мг/100 г). Калий. Около 90% калия находится внутри клеток. Вместе с другими солями он обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов; регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функционирования ряда ферментов. Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 20004000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени. Калий не является дефицитным нутриентом в питании, и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме проявляется при нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, в сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета. Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды (100-600 мг/100 г продукта). Меньше калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта (100-200 мг/100 г). 57 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Натрий – содержится во всех тканях и биологических жидкостях организма. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови; в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов. Метаболизм натрия всесторонне изучен благодаря его физиологическим свойствам и важности для организма. Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей, что обуславливает задержку воды в организме и противодействует ее выделению. Уровень натрия во внеклеточной жидкости тщательно поддерживается почками под влиянием эндокринных, сердечно-сосудистых и автономных регуляторных механизмов. Общее количество натрия во внеклеточной жидкости, таким образом, определяет объем этих жидкостей. Контроль за балансом натрия осуществляется посредством сложной взаимосвязанной системы, включающей нервную и гормональную системы. Возрастание концентрации натрия в плазме стимулирует осморецепторы в центре гипоталамуса независимо от объема жидкости, что приводит к ощущению жажды. В жарком климате и при тяжелой физической работе происходит существенная потеря натрия с потом и необходимо введение в организм соли для восполнения утраченного количества. Обычно соли натрия не обладают острой токсичностью, поскольку полностью развитые почки эффективно выводят натрий из организма. В основном ионы натрия поступают в организм за счет поваренной соли − NaCl. При избыточном потреблении хлористого натрия ухудшается удаление растворимых в воде конечных продуктов обмена веществ через почки, кожу и другие выделительные органы. Задержка воды в организме осложняет деятельность сердечно-сосудистой системы, способствует повышению кровяного давления. Поэтому потребление соли при соответствующих заболеваниях в пищевом рационе ограничивают. Вместе с тем при работе в горячих цехах или жарком климате увеличивают количество натрия (в виде поваренной соли), вводимого извне, чтобы компенсировать его потерю с потом и уменьшить потоотделение, отягощающее функцию сердца. Натрий естественно присутствует во всех пищевых продуктах. Способ получения пищевых продуктов в значительной мере определяет конечное содержание в нем натрия. Например, замороженный зеленый горошек содержит гораздо больше натрия, чем свежий. Свежие овощи и фрукты содержат его от 10 мг/кг до 1 г/кг, в отличие от круп и сыра, которые могут содержать натрий в количестве 10-20 г/кг. Оценка среднесуточного поступления натрия с пищей затруднена, поскольку его концентрация в пище широко варьируется и, кроме того, 58 2.3. Минеральные вещества люди привыкли подсаливать пищу. Взрослый человек ежедневно потребляет до 15 г поваренной соли и столько же выделяет ее из организма. Это количество значительно превышает физиологически необходимое и определяется, прежде всего, вкусовыми качествами хлористого натрия, привычкой к соленой пище. Содержание поваренной соли в пище человека можно без ущерба для здоровья снизить до 5 г в сутки. На выделение хлористого натрия из организма, а следовательно, и на потребность в нем влияет количество солей калия, получаемое организмом. Растительная пища, особенно картофель, богата калием и усиливает выделение с мочой хлористого натрия, а следовательно, и повышает потребность в нем. Фосфор – входит в состав всех тканей организма, особенно мышц и мозга. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: в синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ. В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, остальной фосфор входит в состав мягких тканей и жидкостей. В мышцах происходит наиболее интенсивный обмен соединений фосфора. Фосфорная кислота участвует в построении молекул многих ферментов, нуклеиновых кислот и т.д. Содержание органических соединений фосфора в крови меняется в широких пределах. Однако количество неорганического фосфора более или менее постоянно. Увеличивается содержание неорганического фосфора при молочной диете, а также при ряде заболеваний почек, при переломах на стадии заживления, сахарном диабете и др.; уменьшается концентрация неорганического фосфора в сыворотке крови при повышении функции паращитовидных желез и ряде других заболеваний. При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры − разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечаются потеря аппетита, апатия. Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг. Она возрастает при больших физических или умственных нагрузках, при некоторых заболеваниях. Большое количество фосфора содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Его содержание в этих продуктах составляет от 100 до 500 мг в 100 г продукта. Богатым источником фосфора являются крупы (овсяная, пер59 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов ловая), в них содержится 300-350 мг фосфора/100 г. Однако из растительных продуктов соединения фосфора усваиваются хуже, чем при потреблении пищи животного происхождения. Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую очередь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), а также является составной частью некоторых гормонов и витаминов. Как компонент серосодержащих аминокислот, сера участвует в процессах белкового обмена, причем потребность в ней резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующиеся ткани, а также при воспалительных процессах. Серосодержащие аминокислоты, особенно в сочетании с витаминами С и Е, оказывают выраженное антиоксидантное действие. Наряду с цинком и кремнием сера определяет функциональное состояние волос и кожи. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в растительных. Потребность в сере (400-600 мг в сутки) удовлетворяется обычным суточным рационом. Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Интересна способность хлора отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с пóтом в значительных количествах. Выделение хлора из организма происходит главным образом с мочой (90%) и пóтом. Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек. Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия при добавлении его в пищу. 2.3.2. Микроэлементы Железо. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов. Ассимиляции железа препятствуют щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин B12. Усвоению железа 60 2.3. Минеральные вещества способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона. Недостаток железа в организме может привести к развитию анемии, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, то есть фундаментальные процессы, обеспечивающие жизнь. Развитию железодефицитных состояний способствуют: недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно B12, фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери. Потребность взрослого человека в железе (14 мг/сут.) с избытком удовлетворяется обычным рационом. Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты, богатые фосфатами фитином, образуют с железом труднорастворимые соединения и снижают его ассимиляцию организмом. Железо – широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах, мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах. Однако в легкоусвояемой форме железо содержится в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/ 100 г продукта), яичном желтке. Медь является необходимым элементом в метаболизме человека, играя роль в образовании эритроцитов, высвобождении тканевого железа и развитии скелета, центральной нервной системы и соединительной ткани. Обычно медь соединена с белками: гемокупреном в эритроцитах и церулоплазмином в плазме крови, в которых медь является неотъемлемой частью их структуры; маталлотионеин представляет собой белок, ответственный за отложение меди. Выделен ряд медьсодержащих ферментов, в частности, цитохромоксидаза, оксидаза аскорбиновой кислоты и уриказа. Поскольку медь широко распространена в пищевых продуктах, маловероятно, чтобы у людей, за исключением, возможно, грудных детей, получающих исключительно молочный рацион, когда-либо развилась форма недостаточности питания, связанная с медью. Потребление избыточно больших доз человеком ведет к раздражению и разъеданию слизистых, распространенному поражению капилляров, поражению печени и почек, раздражению центральной нервной системы. Суточная потребность в этом элементе составляет около 2 мг. Источником меди являются такие продукты, как печень, яичный желток, зеленые овощи. Йод является необходимым элементом, участвующим в образовании гормона тироксина. При недостаточности йода развивается зобная болезнь – заболевание щитовидной железы. 61 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Потребность в йоде колеблется в пределах 100-150 мкг в день. Содержание йода в пищевых продуктах обычно невелико (4-15 мкг%). Наиболее богаты йодом продукты моря. Так, в морской рыбе его содержится около 50 мкг/100 г, в печени трески – до 800, в морской капусте в зависимости от вида и сроков сборов – от 50 мкг до 70 000 мкг/100 г продукта. Но надо учесть, что при длительном хранении и тепловой обработке пищи значительная часть йода (от 20 до 60%) теряется. Содержание йода в наземных растительных и животных продуктах сильно зависит от его количества в почве. В районах, где йода в почве мало, содержание его в пищевых продуктах может быть в 10-100 раз меньше среднего. Поэтому в этих районах для предупреждения зобной болезни в поваренную соль добавляют небольшое количество йодида калия (25 мг на 1 кг соли). Срок хранения такой йодированной соли – не более 6 месяцев, так как при хранении соли йод постепенно улетучивается. Фтор. При недостатке этого элемента развивается кариес зубов (разрушение зубной эмали). Избыток фтора также оказывает негативное влияние на организм, поскольку соли фтора, накапливаясь в костях, вызывают изменение цвета (крапчатость) и формы зубов, остеохондроз, а вслед за этим огрубление суставов и их неподвижность, костные наросты. Разница между полезной и вредной дозами фтора так мала, что многие исследователи выступают против фторирования воды. Фтор, потребляемый с водой, всвасывается почти полностью, а содержащийся в пище – в меньшей степени. Поглощенный фтор равномерно распределяется по всему организму. Он удерживается главным образом в скелете, и небольшое количество отлагается в зубной ткани. В высоких дозах фтор может вызывать нарушение углеводного, липидного, белкового обмена, а также метаболизма витаминов, ферментов и минеральных солей. Многие симптомы острого отравления фтором являются следствием связывания его с кальцием. Фтор выводится из организма главным образом с мочой. На его выведение влияет ряд факторов, в том числе общее состояние здоровья человека и предшествующее воздействие на него фторидов. Степень удерживания фтора снижается с возрастом, и считается, что организм большинства взрослых находится в «состоянии равновесия», при котором присутствующий в организме фтор откладывается в обызвествленных тканях; основная часть остального количества содержится в плазме, и таким образом он становится доступным для выведения. Удержание в скелете и выведение фтора почками – два основных механизма, с помощью которых предотвращается накопление токсичных количеств фтора в организме. В различных странах были проведены оценки суточного поступления фтора с пищей; для взрослых эта величина варьируется от 0,2 до 3,1 мг, 62 2.3. Минеральные вещества для детей возрастной группы от 1 года до 3-х лет поступление фтора было оценено на уровне 0,5 мг/сут. Практически все пищевые продукты содержат хотя бы микроколичества этого элемента. Все виды растительности содержат некоторое количество фтора, которое они получают из почвы и воды. В отдельных продуктах, в частности, в рыбе, некоторых овощах и в чае обнаруживаются высокие уровни содержания фтора. Применение фторированной воды на предприятиях пищевой промышленности может нередко удваивать уровень содержания фтора в готовых продуктах. Для профилактики и лечения кариеса зубов используют различные зубные пасты, порошки, эликсиры, жевательные резинки и т.п., которые содержат добавляемый к ним фтор, главным образом, в неорганической форме. Эти соединения обычно вносят в средства для чистки зубов, как правило, в концентрациях около 1 г/кг. Хром. Этот элемент участвует в составе коферментов в углеводном и липидном обмене, необходим для утилизации аминокислот, имеет значение в профилактике диабета и атеросклероза. Норма потребления – около 150 мг. Особенно он необходим для пожилых людей. Фактор, содержащий хром, названый GTF (Glucose Tolerance Factor), облегчает усвоение глюкозы, проникновение через мембрану клеток. Из пищевых продуктов источником хрома являются пивные дрожжи, печень (10-80 мкг/100 г). Марганец. Он является необходимым элементом как кофактор ферментных систем, участвует в функционировании флавопротеиноидов, в синтезе мукополисахаридов, холестерина, гемоглобина и др. Всасывание этого элемента связано с усвоением железа: анемия железодефицитная ведет к повышению всасывания марганца. Суточная потребность составляет 0,2-0,3 мг на 1 кг массы человека. Больше всего содержится в клюкве, чае, меньше – в овощах и фруктах (100-200 мкг /100 г). Никель. Признан незаменимым микроэлементом недавно. Установлена его роль в качестве кофермента ферментных систем, участвующих в процесах метаболизма железа, способствует усвоению меди и ускорению регенерации эритроцитов и увеличению количества гемоглобина. В вине и пиве содержание никеля 100 и 50 мкг/л. Цинк. В качестве кофермента участвует в широком спектре реакции биосинтеза белков и метаболизма нуклеиновых кислот, обеспечивающих, в первую очередь, рост и половое созревание организма. При этом цинк наряду с марганцем является специфическим микроэлементом, влияющим на состояние половой функции, на активность половых гормонов, сперматогенез, развитие мужских половых желез и вторичных половых признаков, на профилактику гипертрофических процессов в предстательной железе. 63 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Вместе с серой участвует в процессах роста и обновления кожи и волос. Наряду с марганцем и медью обеспечивает восприятие вкусовых и обонятельных ощущений. Входит в состав молекулы инсулина, является коферментом алкогольдегидрогеназы, обеспечивающий метаболизм этилового спирта. Уровень усвоения цинка при хроническом алкоголизме резко снижается. Цинк участвует в порфириновом обмене, тесно связанном с процессами кроветворения, наряду с витамином С необходим для активизации фолиевой кислоты, способствует высвобождению витамина А из внутрипеченочного «депо», участвует в трансформации ретинола в ретиналь, который, в свою очередь, участвует в образовании родопсина (зрительный пигмент), обеспечивает метаболизм ненасыщенных жирных кислот и синтез простагаландинов вместе с витамином B6. Цинк очень важен для процессов пищеварения и усвоения питательных веществ: обеспечивает синтез пищеварительных ферментов в поджелудочной железе, участвует в образовании хиломикронов – транспортных частиц, в составе которых пищевые жиры могут всасываться в кровь. Этот микроэлемент вместе с витаминами группы B является регулятором функции нервной системы, при его недостатке возникают эмоциональные расстройства, неустойчивость, раздражительность. Отмечается участие цинка в процессах созревания лимфоцитов и реакциях клеточного иммунитета. Выраженные симптомы недостаточности цинка: энтеропатический дерматит (при потреблении бездрожжевого хлеба, где соли фитиновой кислоты фитаты переводят цинк в трудноусвояемую форму), проявляющийся хроническими поносами, сухостью и ранимостью кожи, выпадением волос и др. Содержание цинка в печени, мясе, бобовых достигает 3000-5000 мкг%, в питьевой воде – 400 мкг%, суточная потребность – 8000-22000 мкг%. Селен. Этот микроэлемент необходим для активации ключевого фермента атиоксидантной системы организма – глутатионпероксидазы, предотвращающего активацию перекисного окисления липидов, вызывающего нарушение структурной и функциональной целостности мембран клеток, способствующего повышению проницаемости и снижению устойчивости клеточных структур к повреждающим воздействиям. При недостатке селена наблюдается прогрессирующий атеросклероз, слабость сердечной системы (кардиомиопатия). Селен является коферментом иодпероксидазы – основного фермента синтеза гормонов щитовидной железы. В целом адекватное обеспечение организма селеном способствует замедлению процессов старения. Было установлено, что витамин Е и селен 64 2.3. Минеральные вещества действуют на разные звенья одного процесса, их антиоксидантная активность при совместном применении резко возрастает (синергизм), усиливается антиканцерогенный эффект. Семена растений наряду с витамином Е содержат значительное количество селена. Зерно, зерновые продукты, мясо, субпродукты, продукты моря содержат значительные количества селена (более 0,2 мг/кг в пересчете на сырую массу), овощи и фрукты являются бедным источником поступления селена. Химический состав почвы и содержание селена (0,0421 мг/кг) влияют на количество селена в продуктах растениеводства. Почва таежно-лесной Нечерноземной зоны отличается низким содержанием микроэлементов, в том числе и селена. Молибден. Общее количество в организме взрослого человека составляет около 7 мг, в крови – 0,5 мкг на 100 мл. Этот микроэлемент является составной частью ряда ферментов: ксантиноксидазы, альдегидоксидазы, сульфатоксидазы, уменьшает поражаемость кариесом. Суточная потребность составляет 2 мкг на 1 кг массы тела. Богаты молибденом бобовые культуры и внутренние органы животных (субпродукты). Кобальт. В 1948 году Рикесом и Смитом было установлено, что атом кобальта является центральным в молекуле витамина B12 (антианемический фактор). Средняя суточная потребность составляет 60 мкг на 1 кг массы тела. Нужно отметить, что при переработке пищевого сырья происходит снижение содержания минеральных веществ. Таблица 31 – Содержание минеральных веществ в пшенице Минеральные вещества Кальций Фосфор Железо Калий Магний Цинк Медь Молибден Марганец Хром Цельнозерная Высокоочищенная 41 372 3,3 370 60 3,50 1,00 0,14 3,20 0,014 16 87 0,8 95 16 0,07 0,32 0,02 0,83 0,002 При очистке овощей и картофеля теряется от 10 до 30% минеральных веществ, а при кулинарной обработке (варка, обжаривание, тушение) – от 5 до 30%. Мясные, рыбные продукты и птица теряют в основном такие макроэлементы, как кальций и фосфор при отделении мякоти от костей. 65 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов При тепловой обработке мясо теряет от 5 до 50% минеральных веществ. При кулинарной обработке мяса в присутствии костей содержание кальция увеличивается на 20%. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Минеральные вещества – неорганическая часть пищи – делятся на макрои микроэлементы в зависимости от потребности и количества, в которых они встречаются в организме и пищевых продуктах. 2. Важнейшие макроэлементы – кальций, фосфор, натрий, калий и магний. Важнейшие микроэлементы – железо, йод, цинк, медь, фтор. 3. Минеральные вещества входят в состав органов и тканей, регулируют кислотно-щелочное равновесие и принимают участие в биохимических реакциях. 4. Источниками минеральных веществ являются продукты животного и растительного происхождения, усвояемость их низкая. 5. Для роста и развития детей и подростков наибольшее значение имеют кальций, железо, йод, цинк. 2.4. Биологически активные фитосоединения Продукты растительного происхождения содержат множество химических соединений помимо белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Фитосоединения – это биологически активные природные органические соединения, встречающиеся в растительных продуктах. Их количество составляет около 2000 (изофлавоны, каротиноиды, антоцианы и др.). Фитосоединения оказывают влияние на процессы метаболизма и обезвреживания чужеродных веществ, являющихся канцерогенами и мутагенами. Они способны связывать свободные радикалы и реакционноспособные метаболиты, чужеродные вещества, ингибируют ферменты, активирующие ксенобиотики, и активируют ферменты детоксикации. Вследствие этого фитосоединения способны угнетать раковое перерождение клеток, снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний за счет предупреждения окисления, снижения биосинтеза и всасывания холестерина. По физико-химическим свойствам фитосоединения подразделяются на классы: терпены, фенолы и тиолы. Терпены – распространенный в растительной пище класс фитосоединений, действующих как антиоксиданты. В эту группу входят каротиноиды, которых в настоящее время насчитывается более 600; лимоноиды (индукторы ферментов 1-ой и 2-ой фаз метаболизма чужеродных веществ, способствующих ускорению их окисления и выведения из организма). Фенолы (полифенольные соединения) включают около 2000 флавоноидов (растительных пигментов голубого, красно-голубого и фиолето66 2.4. Биологически активные фитосоединения вого цветов). Флавоноид кверцетин и другие содержатся в красном и желтом луке, красном винограде, яблоках, брокколи и злаковых. Они ингибируют окисление холестерина и являются факторами, снижающими риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Изофлавоны обнаружены в бобовых, особенно много его в соевых бобах. Считают, что их потребление 20-50 г соевых белков в день снижает уровень холестерина на 10%. Тиолы – серосодержащие фитосоединения, выявлены в овощах семейства крестоцветных (индолы, изотиоцианаты, дитиолтионы), в луке, чесноке (диалилсульфид). Многочисленные исследования, проведенные в разных странах, подтверждают, что основной причиной патологических процессов, протекающих в человеческом организме, вызывающих преждевременное старение и развитие многих заболеваний (более 60), в том числе сердечно-сосудистых и онкологических, является избыточное накопление в организме свободных радикалов кислорода. Их высокий уровень возникает в результате вдыхания загрязненного воздуха (двуокись серы, окись азота, озон и др.), употребления загрязненной воды и пищи (пестициды, красители, консерванты, тяжелые металлы и др.), рафинированной и переработанной пищи, лекарственных препаратов, воздействия различных видов излучения (ультрафиолетового, радиационное, электромагнитное), нервного, эмоционального и физического перенапряжения. Из-за ухудшения экологичеcкой обстановки появляются все новые и новые источники свободно-радикальных элементов. Эффективная защита от разрушительного воздействия свободных радикалов обеспечивается антиоксидантами. При избытке свободных радикалов и недостатке антиоксидантов в организме баланс нарушается в пользу свободных радикалов и происходит переокисление липидов мембран, белков, углеводов, нуклеиновых кислот и других макромолекул клетки, что является основной причиной преждевременного старения и развития многих заболеваний. Этот патологический процесс получил название оксидантного или окислительного стресса. Антиокислительная система человека включает эндогенные антиоксиданты, синтезируемые организмом и поступающие с пищей. К ним относятся ферменты глутатионпероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза; биологически активные вещества и продукты метаболизма глутатион, убихинон, карнозин, мочевая кислота, металлопротеиды и др. Антиоксиданты, поступающие с пищей, это: аскорбат (витамин С), токоферол (витамин Е), каротиноиды (α -, β-, γ-каротины), полифенолы и др. 67 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов По данным ВОЗ, для надежной защиты организма человека от преждевременного старения и развития многих заболеваний необходимо, чтобы в ежедневном рационе содержание фруктов и овощей составляло не менее 700-800 г. Известно, что свежие плоды и ягоды – это источник витаминов, минеральных веществ, каротиноидов, фенольных соединений, ферментов, многие из которых являются антиоксидантами. Употребление плодов и овощей, богатых антиоксидантами, способствует инактивации свободных радикалов, канцерогенов и даже может влиять на процессы, сдерживающие развитие опухоли клетки. Эпидемиологические исследования подтвердили, что у той группы населения, которая употребляет относительно высокое количество плодов и овощей, вероятность развития рака, сердечно-сосудистых заболеваний и других возрастных болезней довольно низкая. Национальный институт по изучению рака США рекомендует употреблять фрукты и овощи не менее 5 раз в сутки. Повышенное употребление растительных продуктов как источников антиоксидантов способствует достижению синергизма действия витаминов, фитохимических и минеральных веществ, которые они содержат. В настоящее время достаточно хорошо изучена защитная роль витаминов С, Е, β-каротина, селена. Последние данные показывают, что полезный эффект регулярного потребления плодов и овощей в сдерживании развития болезней старения достигается не только за счет указанных витаминов, но и других фитохимических соединений, которые не являются витаминами, но обладают высокой антиокислительной активностью. Особую значимость представляют полифенольные соединения и, в первую очередь, флавоноиды, (флавонолы, флавоны, флаваноны, изофлавоны, антоцианидины, проантоцианидины), обладающие противовоспалительным, антиаллергическим, антивирусным и противоканцерогенным свойствами, тогда как на долю витамина С приходится не более 15% общей антиокислительной активности. Доказано, что многие из антоцианидов (агликон, дельфинидин, цианидин, пеларгонидин, мальвидин, пеонидин, гликозид куроманин, карацианин, идеанин, цианин, калистефин, пеларгонии, пеонидин – 3глюкозид) обладают высокой антиоксидантной активностью. Была подтверждена антиокислительная активность фенолкарбоновых кислот, таннинов и других флавоноидов. Яблоки обладают значительным антиокислительным комплексом. Наиболее важное значение имеет полифенольный комплекс. Он включает гликозиды флавонолов: кемпферол-3-0-глюкозид, кверцетин-3-рами68 2.4. Биологически активные фитосоединения нозид, кверцетин-3-0-ксилозид, кверцетин-3-0-арабинозид и рутин. Среди флаванонов больше содержится нарингенина. В полифенольном копмлексе обнаружены хлорогеновая, эллаговая, кофейная, р-кумаровая, протокатеховая кислоты, катехины, эпикатехины, флоридзин, проантоцианидины, лейкоантоцианидины, обладающие антираковыми свойствами. Суммарное содержание эллаговой, хлорогеновой и кофейной кислот составляет от 100 до 130 мг%. Свежие яблоки также содержат около 20 мг% глутаниона – мощнейшего антиоксиданта, обладающего противораковым свойством, кверцетина – 2,1-7,2 мг%, антоцианидинов – 9,5-10 мг%. Антоцианидины включают цианидин-3-0-галактозид, цианидин-3-0-глюкозид, цианидин-3-0-арабинозид, цианадин-3-0-ксилозид. Содержание аскорбиновой кислоты в зависимости от сорта колеблется от 2 до 40 мг%. Каротиноиды в большей мере содержат: виолаксантин, β-каротин, лютеин, антероксантин, в меньшем количестве – неоксантин, криптокантины – диэпоксид, цис-β-каротины, β-криптоксантины и зеаксантины. Среднее содержание β-каротина – 0,07 мг%, витамина Е – 0,63 мг%. Все антиоксиданты в комплексе оказывают положительное действие на здоровье человека. Содержание полифенолов в яблочном соке – 29-116 мг%. Это – хлорогеновая, кумаровая, кофейная, Р-кумаровая, феруловая, галловая, протокатеховая кислоты, катехины и флоридзин. Основным полифенольным антиоксидантом в плодах груши являются кофейная кислота (4,3-19 мг%) и кверцетин (2,8 мг%). В значительном количестве в них содержится фенольная аминокислота – тиорзин (3-18,5 мг%), катехин и цианидин-3-0-β-D галактозид, арбутин. Содержание антоцианидинов в кожице достигает 6,83 мг%. У груши преобладают гликозиды изорамнетина, кемпферола и квертицина. Производными изорамнетина являются – 3-0-β-D-глюкозид, 3-0-рамнозилгалактозид и 3-0-рамнозилглюкозид, производные кемпферола – 3-0-β-D-глюкозид, -3-0-β-D-галактозид, 3-0-арабинозид 3-0-рутинозид, а производные кверцетина – 3-0-β-D-галактозид, 3-0-арабинозид 3-0-рутинозид. Содержание витамина С колеблется от 4 до 25 мг%, каротиноидов – 0,1-1,1 мг%, α-токоферола – 0,06-3,1 мг%, селена-0,00001 мг%. Полифенольный комплекс плодов вишни включает в основном антоцианидины и, прежде всего, цианидин и его 3-0-глюкозиды: глюкозид, диглюкозид, гептиобиозид, пенидин и его 3-0-рутиноид. Также обнаружены лейкоантоцианидины и катехины – катехин, эпигаллокатехины и эпикатехин; флавонолы – кемпферол и кверцетин, изофлавоны – генистеин, генимтин прунетин. Из фенолкарбоновых кислот содержатся – хлорогеновая, криптохлорогеновая, изохлорогеновая, неохлорогеновая кислоты, Р-кумаровая и фенольная аминокислота – α-тиорзин. 69 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов Вишня содержит в среднем 0,33 мг% каротиноидов и 15-40 мг% витамина С. Полифенольный комплекс плодов абрикоса содержит таннины (60-100 мг%), фенолкарбоновые кислоты – аминокислоту тирозин (292125 мг%), хлорогеновую и неохлорогеновую кислоты и кверцетин (24). В них же – самый высокий и довольно разнообразный комплекс каратиноидов: β-каротин, β-криптотоксантин, γ-каротин, лютеин, виолаксантин, α-каротин. В небольшом количестве выявлены: неоксантин, антераксантин, α-криптоксантин и зеаксантин. Содержание аскорбиновой кислоты – от 10 до 74,5 мг%. Ягоды черной смородины – очень богатый источник антиоксидантного комплекса – витамина С, катехинов (550-1380 мг%). В значительных количествах также содержатся антоцианидины (1000-4000 мг%), среди которых преобладают гликозиды цианидина и дельфинидина – 3-0-β-диглюкозид, 3-0-Р-D-глюкозид и 3-0-рубинозид (30). Ягоды черной смородины также содержат кверцетин (1,3 мг%). Антиокислительный копмлекс включает и значительное количество фенолкарбоновых кислот – кофейная, феруловая, О- и Р-кумаровые, протокатеховая, сиреневая, гентизиновая и различные изомеры хлорогеновой кислоты – хлорогеновая, неохлорогеновая и трансхлорогеновая кислоты. Обнаружены флавонолы – кемпферол, мирицитин и флавонол-глюкокатехин и высокий уровень (660-2250 мг%) лейкоантоцианидинов. В листьях содержится до 460 мг% флавоноидов и 8500 мг% таннинов, лейкоантоцианидов – 260-1420 мг%, а аскорбиновой кислоты – до 90-335 мг%, каротиноидов – 0,23 мг%. Ягоды красной смородины содержат значительно меньше антиоксидантов, чем черной. Тем не менее, важными являются антоцианидины – гликозиды цианидина, 3-0-β-D-глюкозилрутинозид, 3-0-рутинозид, 3-0ксилозилрутинозид и цианин. Фенолкарбоновые кислоты – Р-диоксибензойная и салициловая содержатся как в свободном, так и в связанном виде. Содержание кверцетина – 2,7 мг%, витамина С – 30-255 мг%, каротиноидов (0,1 мг%). В ягодах черной и красной смородины в небольших количествах содержится селен. Плоды черноплодной рябины (аронии) богаты полифенолами (10002000 мг%), антоцианидинами (400-8500 мг%), β-каротином (0,7-5 мг%), витамином С (10-15 мг%). Сок из аронии богат антиоксидантами полифенольного комплекса (34-54 мг% антицианидинов) и общих полифенолов (12,3 мг/л). Высокое содержание флавоноидов обнаружено и в других плодах и ягодах. У ежевики, голубики, клюквы, малины, земляники содержание антицианидинов варьирует от 200 до 495 мг на кг сырого веса (24). 70 2.4. Биологически активные фитосоединения У голубики эти вещества в 10-20 раз превышают содержание кверцетина. Богатым антиокислительным комплексом, в т.ч. и полифенольным, обладают и плоды нетрадиционных культур – облепихи, шиповника, калины, рябины, черемухи, барбариса, боярышника, жимолости и других. Плоды цитрусовых содержат много терпенов. Одним из самых изученных монотерпенов является лимонен. Результаты опытов на крысах показали, что лимонен ингибирует образование рака молочной железы. Некоторые флавоноиды испытывались на антиканцерогенный потенциал. Так, кофейная и феруловая кислоты предотвращали рак легких у мышей. Очень эффективной была эллаговая кислота, обнаруженная в большом количестве у земляники и малины. Она в значительной степени ингибировала рак пищевода в опытах с крысами. Значительный интерес представляет определение общей антиокислительной способности плодов и ягод. Этот показатель у голубики, клюквы, ежевики составляет > 20 ммоль/г, земляники, малины – 10-20 ммоль/г, сливы, киви, окрашенного винограда – 5-9,9 ммоль/г, белого винограда, яблок, бананов < 5 ммоль/г. Антиоксидантная активность соков оценивается следующим образом: виноградный > грейпфрута > апельсиновый > яблочный. Антиокислительная активность свежевыжатых плодовых и ягодных соков в 2-3 раза выше, чем соков заводского изготовления. Поды и ягоды являются также источником макро- и микроэлементов. Установлено, что для нормальной жизнедеятельности человека необходимо более 30 минеральных веществ, которые принимают участие практически во всех процессах жизнедеятельности организма. Дефицит минералов вызывает определенные формы функциональных заболеваний, поскольку клетка не может в этих условиях осуществлять свои функции на соответствующем уровне. По данным американских ученых, дефицит магния, калия, хрома, селена, меди может стать причиной сердечных заболеваний, а дефицит кальция, меди, германия, йода, магния, селена, цинка способствует развитию онкологических и других заболеваний. Известно, что селен является кофактором фермента глутатионпероксидазы, относящегося к эндогенным антиоксидантам. Мn, Сu, Zn, Fe – кофакторы фермента супероксиддисмутазы, выполняющего роль дезактиватора свободных радикалов: магний участвует более чем в сотне видов ферментов, а цинк – более, чем в двухстах. В результате освоения интенсивных технологий, приводящих к истощению почв, наблюдается резкое снижение в плодах и ягодах важнейших минеральных веществ (кальция, магния, калия, железа, фосфора и др.). Поэтому следует изучать содержание макро- и микроэлементов в плодах и ягодах в зависимости от сорта, условий выращивания (почва, удобрения и др.) 71 2. Гигиеническая характеристика микронутриентов и разрабатывать приемы оптимизации их содержания в почве, плодах и ягодах. Это позволит производить плоды и ягоды с заданным элементным составом (кальций, магний, калий, фосфор, селен, марганец, цинк, хром, железо и др.). Таблица 32 – Антиокислительные системы защиты растений и человека Наименование Растение, плод Ферменты Супероксиддисмутаза + Каталаза + Пероксидаза + Глутатионредуктаза + Глутатионпероксидаза + Витамины Бета-каротин и другие каротиноиды + Витамин С + Витамин Е + Фенольные соединения Флавоноиды + Фенолкарбоновые кислоты + Дубильные вешщества + Кумарины и другие + Человек + + + + + + + + + + + + Минеральные вещ ества Селен, марганец, цинк, медь + + Глутатин + + КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Пища является не только источником энергии и пищевых веществ, но содержит множество неалиментарных соединений, обладающих биологической активностью. 2. Биологически активные фитосоединения присутствуют во многих видах растительных продуктов – фруктах, овощах, бобовых, злаковых, специях и приправах. 3. Фитосоединения оказывают влияние на процессы метаболизма и обезвреживания чужеродных веществ, являющихся канцерогенами и мутагенами. 4. Фитосоединения действуют как ингибиторы химического канцерогенеза путем индукции ферментов обезвреживания канцерогенов, связывания реакционноспособных канцерогенов и их метаболитов, блокирования клеточных механизмов канцерогенза. 5. Фитосоединения снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний благодаря их ингибирующему воздействию на биосинтез, всасывание и окисление холестерина, а также влиянию на артериальное давление и процессы свертывания крови. 72 3.1. Пищевые добывки 3. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ 3.1. Пищевые добавки Пищевые добавки – природные, идентичные природным или искусственные (синтетические) вещества, которые добавляются в пищу по технологическим соображениям. Число пищевых добавок, применяемых в производстве пищевых продуктов, достигает 500 наименований. Каждой пищевой добавке присвоен цифровой индекс. Большинство пищевых добавок не имеет пищевого значения. Применение пищевых добавок регламентируется СанПиН 2.3.2.1078. – 01 г. с 1.09.2002. вместо СанПиН 2.3.2.560. – 96 года. В соответствии с технологичеким предназначением, пищевые добавки группируются следующим образом: 1. Пищевые добавки, обеспечивающие необходимый внешний вид и орнолептические свойства продукта: улучшители консистенции, пищевые красители, ароматизаторы, вкусовые вещества. 2. Пищевые добавки, предотвращающие микробную или окислительную порчу продуктов: консерванты (антимикробные средства химические и биологические) и антиокислители (антиоксиданты). 3. Пищевые добавки, необходимые в технологическом процессе: ускорители технологического процесса, фиксаторы миоглобина, технологические пищевые добавки – разрыхлители теста, желеобразователи, пенообразователи, отбеливатели и др. 4. Улучшители качества пищевых продуктов. Пищевые красители Для окраски пищевых продуктов (преимущественно при производстве кондитерских изделий, напитков, маргаринов, консервов, сухих завтраков, плавленых сыров, мороженого) используются натуральные (природные – каротиноиды и их производные, хлорофиллы, антоцианы, антрахиноны) или синтетические (органические и неорганические) красители. В Российской Федерации для применения в пищевых продуктах разрешено около 60 наименований красителей (E100-E182). С гигиенической точки зрения, наибольшее внимание уделяется синтетическим красителям, которые оцениваются по токсикологическим, мутагенным и канцерогенным свойствам. В России запрещены следующие красители – цитрусовый красный (Е121), амарант (Е123), консервант формальдегид (Е240), улучшители муки и хлеба – бромат калия (Е924а) и бромат кальция (Е924б). Пищевые красители используются для улучшения органолептических качеств пищевых продуктов. 73 3. Пищевые добавки Таблица 33 – Характеристика красителей Функциональная характеристика и основные представители Природные: рибофлавины (Е101), хлорофилл (Е140), каротины (Е160), каротиноиды (Е161), красный свекольный (Е162), антоцианы (Е163) Минеральные: уголь (Е152-153), углекислые соли кальция (Е170), диоксид титана (Е171), оксиды и гидроксиды железа (Е172), серебро (Е174), золото (Е175), ультрамарин Синтетические: тартразин (Е102), желтый хинолиновый (Е104), желтый 2G (Е107), азорубин (Е122), красный 2G(Е128), синий патентованный V (Е131), синий блестящий FCF (Е133), зеленый S (Е142), зеленый прочный FCF (Е143), черный блестящий PN (Е151), коричневый HT(Е155), красные для карамели 1,2; красный 3 Код Е100-Е182 Улучшают внешний вид продукции Красители Название Консерванты – вещества, продлевающие срок хранения продуктов и защищающие их от порчи, вызываемой микроорганизмами (бактерии, плесневые грибки, дрожжи. Антимикробные вещества могут оказывать бактерицидное (убивать бактерии) или бактериостатическое (задерживать, замедлять развитие бактерии), фунгицидное (убивают грибки) действие. Нужно отметить, что некоторые консерванты обладают цветокорректирующим действием. Диоксид серы – SO2 (E220), соли серной кислоты NaHSO4, кислоты Ca(HSO3), Na2SO3 (E221-223) оказывают как консервирующее, так и отбеливающее действие, тормозят ферментативное потемнение свежих овощей, картофеля, фруктов и замедляют образование меланоидов. Следует отметить, что диоксид серы разрушает витамин B1, влияет на строение белковых молекул, разрушая дисульфидные мостики. Таблица 34 – Характеристика пищевых добавок-консервантов Повышают сохранность и срок хранения Консерванты Сорбиновая кислота и соли ее Na, K соли ее (Е200203), бензойная кислота и Na, K, Ca соли (Е210-213), сульфиты Na,K ,Ca (Е221, 225, 226), гидросульфиты Na, K, Ca (Е228, 227, 222); пиросульфиты Na, K (Е223, 224); кислоты муравьиная (Е236), уксусная (Е260); нитриты K и Na (Е249, 250), нитраты K и Na (Е251, 252). Эфиры ПГБК простые и натриевые соли: этиловый (Е214, 215), пропиловый (Е216, 217), метиловый (Е218, 219); дифенил (Е230) Примечание. ПГБК – пара-гидроксибензойная кислота. 74 Код Е200-Е299 Функциональная характеристика и основные представители Название 3.1. Пищевые добывки Нитрат натрия (E251) и нитриты калия и натрия (E249 и E250) применяют при посоле мяса и переработке для сохранения красного цвета (образование красного нитрозомиоглобина, не разрушающегося при термической обработке). Таблица 35 – Фиксаторы миоглобина Наименование Назначение Продукт Для фиксации цвета мясных изделий и предотвращения вспучивания сыров Для фиксации цвета мясных изделий, антимикробный консервант Для фиксации цвета мясных изделий, антимикробный консервант, для предотвращения вспучивания сыров Нитрит натрия (Е250) Нитрат калия (Е252) Нитрат натрия (Е351) Колбасный фарш. Сосиски, ветчина. Консервы, соленое мясо. Колбасы вареные Сосиски. Икра ястыковая ПДК, мг\кг 50 200 200 50-150 1000 1000 Колбасы, ветчина. Консервы. Брынза. Сыры 300 300 300 300 Добавление аскорбиновой кислоты (E300) ускоряет образование красного пигмента и используется при переработке мяса на колбасные изделия. Диоксид серы Сахароза Гексаметилтетрамин Уксусная кислота Пропионовая кислотв Сорбиновая кислота Бензойная кислота n-гидрооксибензоаты Бендазол Жир. эмульсии Сыры Мясопродукты Рыбопродукты Овощ. продукция Фрук. продукция Безалк. напитки Хлебобулочные изделия Кондитерские изделия Нитраты, нитриты Группа продуктов Таблица 36 – Основные консерванты, применяемые для продуктов – (+) ++ + – – – – – (+) – + ++ ++ – – – – (+) ++ ++ – (+) – (+) – – – – – – ++ ++ + – – + – – – – – ++ ++ + + ++ ++ ++ + (+) – + ++ ++ ++ – (+) (+) (+) – – – – – – – – (+) – – – ++ – – ++ ++ – – – – – ++ – – – ++ (+) (+) – Примечание. Консервант применяется: ++ часто; + реже; (+) в исключительных случаях; – не применяется. 75 3. Пищевые добавки Особую группу пищевых добавок, замедляющих порчу пищевых продуктов, составляют антибиотики. В пищевой промышленности применяют следующие антибиотики: низин (E234), получаемый при культивировании определенных штаммов бактерий Lactococcus lactis, эффективный против грамположительных микроорганизмов (бактерии, стрептококки, бациллы, анаэробные спорообразующие бактерий), снижает резистентность термофильных бактерий к нагреванию. Используют в сыроделии, при консервировании овощей, фруктов, для удлинения сроков хранения стерилизованного молока. Памарицин (натамицин, митроцин) (E235), получают культивированием Streptomyces natalensis, проявляет активность против дрожжей рода Candida, плесневых грибков. Применяется в сыроделии для защиты поверхности сыров, в колбасном производстве. Пищевые антиоксиданты (антиокислители) Это вещества, замедляющие окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. Этот класс пищевых добавок, включает три подкласса: 1 – антиокислители; 2 – синергисты антиокислителей; 3 – комплексообразователи (ЭДТА кальция-натрия (E385), ЭДТА динатрий (E386), лимонная кислота и ее соли (E330-333). Таблица 37 – Характеристика пищевых добавок – антиоксидантов Функциональная характеристика и основные представители Аскорбиновая кислота и Na, Ca, K соли Повышают (Е300-303); альфа-, гамма-, дельтатокоферолы сохранность и срок (Е306-309); изоаскорбиновая кислота и Na, K, Ca соли (Е315-318); лецитины (Е322); лактат хранения, защищая Na, K (Е325, 326), лимонная кислота (Е330), ЭДТА кальция-натрия (E385), ЭДТА динатот порчи, рий (E386), оксистеарин (E387), глюкозооквызванной сидаза (E1102), и др. окислением По (СанПиН 2.3.2.1078-01) Код Е300-Е399 Антиоксиданты Название Примечание. ЭДТА – этилендиаминтетраацетат. Антиокислительные свойства проявляют некоторые пряности и их экстракты: анис, кардамон, кориандр, укроп, фенхель, имбирь, красный перец. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов К этой группе пищевых добавок относятся вещества, регулирующие и формирующие консистенцию пищевых продуктов (реологические свойства). К ним принадлежат загустители, гелеобразователи, стабилизаторы физического состояния пищевых продуктов, ПАВ (поверхностно-активные вещества) – эмульгаторы и пенообразователи. 76 3.1. Пищевые добывки Загустители (для повышения вязкости) и гелеобразователи (придают свойства геля) связывают воду, и образующаяся пищевая коллоидная система теряет подвижность. В России разрешены для применения 50 добавок. Большинство веществ этого класса относятся к полисахаридам (гликанам): модифицированные крахмалы (E1400-1451), целлюлоза и производные (E460-467), пектины (Е440), полисахариды морских водорослей (альгиновая кислота и ее соли (Е400-405), агар-агар (Е406), каррагины (Е406); а желатин имеет белковую природу. Желатин получают из коллагена, содержащегося в костях, хрящах, сухожилиях животных, хорошо растворяется в воде, молоке, растворах солей и сахаров при температуре выше 40°C. Эмульгаторы – вещества, которые обеспечивают возможность образования и сохранения однородной дисперсии двух и более несмешивающихся веществ. Данный класс пищевых добавок широко используется при переработке растительных продуктов. Таблица 38 – Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов Функциональная характеристика и основные представители Название Код Стабилизаторы консистенции Позволяют сохранять однородность смеси Пектины (Е440), полисахариды морских растений: альгиновая кислота (Е400), ее соли Na, K, NH4 , Ca (Е401-405); агар-агар (Е400); желатин Е400Е449 Эмульгаторы Образуют и поддержива ют однородную смесь двух и более несмешиваемых веществ (масло и вода) Целлюлоза и ее производные (Е460-467)микрокристаллическая (Е460i), порошкообразная (Е460i), модифицированные: метилцеллюлоза (Е461), этилцеллюлоза (Е462), метилэтилцеллюлоза (Е 465) и др. Глицеридной природы: моно-, диацилглицерины и их производные (Е471-Е472a-g); эфиры сахарозы (Е473), эфиры полиглицерина (Е475), эфиры сорбитана (Е 491-496) Е450Е499, Е1000 Загустители Для повышения вязкости продукта Модифицированные крахмалы: набухающие, расщепленные (декстрины и гидролизованные, окисленные); стабилизованные (ацетилированные, фосфолированные, этерифицированные); сшитые (Е1400 -1451) Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов Подслащивающие вещества придают сладкий вкус. К ним относятся сахароза; сахаристые крахмалопродукты, полученные гидролизом крахмала – патоки крахмальные (мальодекстрины, мальтозная, карамельная, 77 3. Пищевые добавки глюкозомальтозная); сиропы глюкозо-фруктозные; мед, солодовый экстракт, лактоза. Сахарозаменители и подсластители используются в диетическом питании как низкокалорийные продукты, обладают сладостью. В России разрешены 12 интенсивных подсластителей и заменителей сахара, растительная добавка стевия (порошок из листьев и экстракт). Ароматизаторы представляют смесь ароматических (душистых) веществ. Таблица 39 – Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов Название Глазирующие добавки, улучшители хлеба, подсластители, сахарозаменители Регуляторы кислотности, разрыхлители Усилители вкуса и аромата Другие добавки Функциональная характеристика и основные представители Подсластители синтетические: ацесульфам Придают калия (Е950), аспартам (Е951), цикламовая поверхности продукта кислота и ее соли Na, K, Ca (Е952); изомальблестящий тит (Е953). вид или Сахарин и ее Na-, K-, Ca-соли (Е954); сукраобразуют лоза (Е955); тауматин (Е956); глиццирризин защитный (Е958); неогесперидиндигидрохалкон (Е959) слой, улучСахарозаменители: мальтит и мальтитный шают хлебосироп (Е965); лактит (Е966); ксилит (Е967); пекарные сорбит (Е420). Природные подсластители: качества миракулин, монелин, стевиозид муки Изменяют или регулируют кислотность или щелочность пищевого продукта. Увеличивают объем теста путем высвобождения газа Усиливают Глутаминовая кислота и ее соли Na, K, N Ca природный Mg (Е620-625); гуаниловая кислота и соли Na, K, Ca (Е626-629); инозиновая кислота вкус и (или) запах пищевых и ее соли Na, K, Ca (Е630-633); мальтол (Е636), продуктов глицин (Е640), лизин гидрохлорид (Е642) Код Е900 и далее Е500Е599 Е600Е699 Е700Е800 Запасные индексы Технологические добавки В эту группу входят разрыхлители теста, отбеливатели, желеобразователи, пенообразователи, полирующие вещества. Важнейшее значение имеют вещества для отбеливания муки. Таблица 40 – Характеристика веществ для обработки муки Вещество Тиосульфат натрия (Е539) Карбамид (Е927b) Пероксид кальция (Е930) L- цистеин Продукт Мука Опара Мука Мука 78 ПДК, мг/кг 50 2000 (с ортофосфорной кислотой) 20 200 3.2. Пряности и приправы КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Все отрасли современной пищевой промышленности используют пищевые добавки – природные или синтезированные соединения, вводимые в пищевое сырье и готовые пищевые продукты по технологическим соображениям с целью сохранения природных или придания заданных свойств пищевым продуктам. 2. В соответствии с технологическим предназначением, могут быть выделены следующие группы пищевых добавок: обеспечивающие необходимый внешний вид и органолептические свойства продукта (красители, стабилизаторы консистенции); предотвращающие микробную или окислительную порчу продуктов (консерванты, антиоксиданты); облегчающие технологический процесс производства пищевых продуктов (эмульгаторы, регуляторы кислотности, разрыхлители); улучшающие качество пищевых продуктов (усилители вкуса и аромата, глазирующие агенты, улучшители хлеба, подсластители). 3. Пищевые добавки допускаются к применению только в том случае, если они даже при длительном использовании не угрожают здоровью. 3.2. Пряности и приправы Пряности и другие вкусовые добавки объединяют вещества, компонентами которых являются соединения, влияющие на вкус и улучшающие аромат пищи (перец, лавровый лист, гвоздика, корица), и приправы (горчица, хрен, поваренная соль). К пряностям относятся растительные продукты, отличающиеся своеобразием вкусовых и ароматических свойств, обусловленных присутствием в них эфирных масел, гликозидов, алкалоидов и некоторых других соединений. Применение пряностей в пищевых продуктах для придания им аромата, остроты вкуса, особых вкусовых ощущений, иногда для «исправления» запаха пищи имеет многовековую историю. Использование пряностей не только улучшает органолептические свойства пищи, но и повышает ее усвоение организмом. В качестве пряностей обычно употребляют высушенные, а иногда и размолотые части растений, в которых в наибольшей степени накапливаются вещества, обладающие вкусом и ароматом. В соответствии с научным определением, пряности не являются пищевыми добавками, но они нашли широчайшее применение в питании, при промышленном производстве пищевых продуктов, на предприятиях общественного питания, в домашней кулинарии. Значение и масштабы использования определяют необходимость рассмотрения этой группы улучшителей вкуса и аромата. В настоящее время известно более 150 видов пряностей, но наиболее широко в качестве вкусовых веществ местного действия применяются около 40. В зависимости от того, какую часть растения используют в пищу, их делят на несколько групп. Классификацию пряностей можно представить в следующем виде: 79 3. Пищевые добавки 1. Семенные: горчица, мускатный орех, кардамон. 2. Плодовые: анис, бадьян, тмин, кориандр, кардамон, перец, ваниль, фенхель, перец красный стручковый (стручки). 3. Цветочные: гвоздика, шафран. 4. Листовые: лавровый лист, донник (цветы и листья), мята перечная. 5. Коровые: корица китайская, корица цейлонская. 6. Корневые: имбирь, дягиль, куркума, зеодания, калчан, петрушка. 7. Вся трава: майоран, душица, укроп, петрушка, полынь, эстрагон. Следует также отметить, что отдельные пряности обладают фармакологической активностью, что широко используется в медицине. 80 4.1. Природные компоненты пищи… 4. ПИЩА КАК ИСТОЧНИК ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Пища современного человека наряду с источниками энергии, пластическими материалами, витаминами, минеральными веществами и микроэлементами может содержать различные по химической структуре соединения, не имеющие никакой пищевой ценности, а подчас и вредные, потенциально опасные для здоровья человека. Все вредные вещества пищи могут быть разделены на две группы. Первая группа – собственно природные компоненты пищевых продуктов, т.е. вещества, специфические для определенного вида продуктов растительного и животного происхождения, способные при обычном или избыточном потреблении оказывать неблагоприятное действие на организм человека. Вторая группа – вещества, не свойственные продуктам питания, которые попадают в пищу из внешней среды. Эти химические вещества либо вносятся в пищу специально для достижения определенного технологического эффекта (пищевые добавки), либо представляют собой загрязнители (контаминанты) пищи химической или биологической природы. 4.1. Природные компоненты пищи, оказывающие неблагоприятное действие Природные, свойственные пищевым продуктам вещества при определенных условиях могут оказывать вредное побочное действие. Это имеет место при врожденных нарушениях метаболизма нутриентов или их избыточном потреблении. Причиной неблагоприятного действия обычной пищи являются наследственные нарушения синтеза какого-либо из ферментов, приводящие к невозможности осуществления одной из стадий превращений пищевых веществ в организме. К их числу принадлежат, например, непереносимость лактозы, непереваримость белка злаковых культур глютена, фенилкетонурия, связанная с дефектом обмена фенилаланина. Следствием резкого нарушения соотношения пищевых веществ в рационе или избыточного потребления могут быть заболевания и состояния, связанные с избыточным потреблением чистого сахара (кариес, избыточное потребление энергии и ожирение), насыщенных жирных кислот (атеросклероз, ожирение), нуклеиновых кислот (подагра). Семена бобовых (горох, фасоль, соя, чечевица) содержат олигосахариды рафинозу и стахиозу, которые не перевариваются и не всасываются в тонком кишечнике. Попадая в нерасщепленном виде в толстый кишечник, эти олигосахариды подвергаются воздействию анаэробных 81 4. Пища как источник токсических веществ микроорганизмов. Образующиеся при этом газы вызывают расстройства пищеварения, вздутие живота и понос. Токсический эффект могут оказывать и жирные кислоты, в частности, эруковая, характерная для рапсового и горчичного масел. Современные возделываемые сорта рапса не содержат большого количества эруковой кислоты. Пищевые продукты могут содержать природные биологически активные или токсические элементы, имеющие различные строение и механизм действия. Выделяют семь групп вредных природных веществ: ингибиторы пищеварительных ферментов; цианогенные гликозиды; алкалоиды; антивитамины; вещества, нарушающие усвоение минеральных элементов; алкоголь; яды белково-пептидной природы. Антиалиментарные факторы питания Ряд веществ можно объединить в группу антиалиментарных факторов, оказывающих неблагоприятное действие путем нарушения переваривания, усвоения или метаболизма пищевых веществ. Антиалиментарные факторы питания – это вещества, которые ухудшают усвоение нутриентов. К ним относятся ингибиторы пищеварительных ферментов, антивитамины, факторы, снижающие усвоение минеральных веществ, цианогенные гликозиды, биогенные амины, алкалоиды, лектины, алкоголь. Таблица 41 – Основные антиалиментарные вещества Ингибируемое вещество 1 Трипсин, химотрипсин, α-амилаза Аскорбиновая кислота Тиамин (витамин B1) Пиридоксин (витамин B6) Антипищевой Источники и условия фактор воздействия 2 3 Ингибиторы ферментов Ингибитор Кунитца и Баумана-Бирка Соя и другие бобовые Белки культуры (фасоль); картофель и другие пасленовые Ан т и в и т а м и н ы Аскорбат-полифеноФрукты и овощи локсидазы, пероксипри нарезании даза, хлорофилл. и длительном хранении. Биофлавоноиды, Чай, кофе ортодифенолы Мясо пресн. Тиаминаза – фермент и морских рыб. Кислые ягод и фрукты Окситиамин при длит. тепл. обр-ке Линатин Пути устранения влияния 4 Тепловая обработка Бланшировка, использование в целом виде. Ограничение потребления Тепловая обработка. Короткий срок тепловой обработки Семена льна и продукты Тепловая переработки обработка 82 4.1. Природные компоненты пищи… Продолжение табл. 41 1 Ниацин (витамин РР) Биотин (витамин Н) Ретинол (витамин А) Кальциферолы (витамин D) Токоферолы (витамин Е ) Кальций, магний, натрий и др. Кальций Железо Йод Ингибируемое вещество Гемоглобин эритроцитов Тонусы сосудов Весь организм – зависимость Холинэстераза 2 Индолилуксусная кислота, ацетилпиридин Авидин 3 Кукуруза при одностороннем питании Яичный белок в сыром виде Длит. нагрев. и гидро- Пищевые жиры генизированные жиры (маргарины) Разные вещества Соя Полиненасыщенные Растительные масла жирные кислоты Минеральные вещ ества Щавелевая кислота Щавель (500 мг/100 г), шпинат (1000 мг/100 г), ревень (500 мг/100 г), инжир, черника. Фитин Бобовые, отруби при недост. тепл. обр-ке. Кофеин Кофеинсодержащие напитки Избыток фосфора Зерновые продукты, отруби (до 400 мг/100 г) Балластные вещества. Отруби, хлеб гр. помола. Дубильные вещества Чай Серосодержащие Капусты, турнепс, соединения редис, некоторые бобовые (арахис) Источники и условия Антипищевой фактор воздействия Другие факторы Цианогенные Лимарин льняного гликозиды жмыха и шрота, фасоли; амигдалин косточек фруктов Биогенные амины Серотонин фруктов и овощей (томаты 12 мг/кг, сливы 10 мг/кг ), гистамин и тирамин в сырах (10-2500 мг/кг) Алкалоиды Кофеин, теобромин, теофиллин чая и кофе (1-4% зерна и листья), 350 и 1500 мг/л (напиток чая и кофе), Гликоалкалоиды пепси-кола 1000 мг/л. Соланин картофеля и томатов 83 4 Рациональное питание Тепловая обработка Легкая тепловая обработка Тепловая обработка Нормированное потребление Нормированное потребление. Тепловая обработка. Нормированное потребление Молочные продукты Витамин С, источники Ca и P Нормированное потребление Пути устранения влияния Тепловая обработка Нормированное потребление Нормированное потребление Тепловая обработка 4. Пища как источник токсических веществ Продолжение табл. 41 1 Эритроциты (агглютинация), сосуды (нарушение проницаемости) Весь организм. Наркотическая зависимость Гемоглобин эритроцитов 2 3 4 Тепловая обработка Лектины – гликопротеиды. Рицин клещевины Бобовые (арахис, клещевина) Алкоголь (1 г = 7 ккал энергии) – вызывает авитаминоз, нарушение обмена в-в Цианогенные гликозиды Б/х процесс в организ– ме – 1-9 г этилового спирта для собственных нужд Лимарин льняного Тепловая жмыха и шрота, обработка фасоли; амигдалин косточек фруктов Ингибиторы протеолитических ферментов обнаружены в пшенице, рисе и в других злаковых, в яйцах, особенно много их в семенах бобовых – сое, фасоли, горохе. В результате действия ингибиторов протеиназ происходит неполное переваривание белков и снижается их усвоение организмом. Следует подчеркнуть, что эти вещества отличаются относительно высокой устойчивостью к нагреванию, т.е. термостабильностью. Например, кипячение соевых бобов в течение 30 мин не приводит к сколько-нибудь заметному снижению активности ингибитора. Ингибиторы протеиназ, содержащиеся в белках яиц, достаточно термолабильны и при тепловой обработке их действие полностью устраняется. Существенное влияние на усвоение белка организмом может оказать потребление только сырых яиц. Антивитамины – вещества, обладающие способностью блокировать действие природных витаминов. В состав многих овощей, фруктов и ягод входит аскорбатоксидаза – фермент, катализирующий окисление аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую, быстро разрушающуюся при нагревании. Этот фермент обнаружен в огурцах, кабачках, брюссельской капусте. Во многих видах пресноводных рыб (в том числе нашей страны) содержится фермент тиаминаза, катализирующий расщепление тиамина (витамина В1). У жителей Таиланда, употребляющих в пищу сырую рыбу, наблюдаются явления недостаточности этого витамина, несмотря на его высокое содержание в рационе. В сырых яйцах содержится белок авидин, который может образовывать в пищеварительном тракте стойкий комплекс с биотином, что приводит к развитию биотиновой недостаточности. Антагонистом пиридоксина (витамина В6) является линатин, выделенный из семян льна. Вещества, снижающие усвоение минеральных веществ. Отдельную группу составляют вещества, подавляющие всасывание кальция, 84 4.1. Природные компоненты пищи… железа, цинка и других минеральных элементов, образуя с ними в кишечнике труднорастворимые комплексы. Это фитин, щавелевая кислота, полифенольные соединения чая и кофе. Фитин присутствует в пшенице, кукурузе, фасоли, горохе, а также в орехах и некоторых овощах (картофель, артишоки). Щавелевая кислота содержится в шпинате, щавеле, ревене, красной свекле. Наибольшее практическое значение имеют вещества, снижающие усвоение железа, – фитин злаковых и полифенольные соединения чая. Известно, что аскорбиновая кислота снижает неблагоприятное влияние этих и других соединений на усвоение железа из растительных продуктов. Другие факторы. Ряд компонентов пищи обладает фармакологической активностью, приводящей к изменению физиологических функций органов и систем. К ним относятся этанол (алкоголь), кофеин, серотонин, гистамин. Этанол можно считать как биологически активным веществом, так и источником энергии. Его фармакологическое, в частности наркотическое, действие более заметно, поэтому алкоголь может и должен рассматриваться как агент, представляющий опасность для здоровья человека. Фармакологической активностью обладают компоненты кофе и чая – алкалоиды кофеин, теобромин и теофилин – стимуляторы нервной деятельности. Многочисленную группу биологически активных компонентов пищевых продуктов представляют биогенные амины тирамин, ДОФА (диоксифенилаланин), норадреналин и серотонин, обнаруженные во многих продуктах животного (сыры, печень, мясной экстракт, рыба соленая) и растительного происхождения (бананы, ананасы, апельсины, томаты). Не вызывает сомнений возможность неблагоприятных последствий для здоровья избыточного потребления продуктов, содержащих высокие концентрации этих веществ, особенно у людей, страдающих, например, гипертонией. К алкалоидам пищи относится группа сапонинов, накапливающихся в оболочках картофеля при его длительном хранении, а также в позеленевших частях картофеля. Сапонины обладают горьким вкусом и могут вызвать типичное отравление при значительном накоплении в картофеле. Крайне ядовитое вещество пептидной природы – аманитин, содержится в бледной поганке и является причиной тяжелых смертельных отравлений при ошибочном употреблении этого гриба в пищу. Большое число растений вырабатывают цианогенные гликозиды, которые при взаимодействии с кислотами могут выделять цианистый водород – сильнейший дыхательный яд. Из миндаля, семян яблок, абрикосов, вишни, персиков, груш, слив и айвы выделен гликозид амигда85 4. Пища как источник токсических веществ лин. Описаны многочисленные случаи отравления людей и сельскохозяйственных животных растительными цианогенными гликозидами. С античных времен известны случаи отравления медом. В некоторых районах Малой Азии мед из нектара цветов семейства вересковых может вызывать интоксикации, связанные с наличием в нем так называемых андрометоксинов. Эти токсические вещества поражают центральную нервную систему. Известно множество ядовитых для человека растений. К счастью, в средней полосе нашей страны появление токсических свойств у пищевых растений маловероятно. Однако известны случаи, когда в засушливые годы обычные съедобные или условно съедобные лесные грибы приобретали токсические свойства и вызывали массовые отравления людей. Сведения о природных компонентах пищи, способных неблагоприятно воздействовать на организм человека, необходимо учитывать при составлении рационов питания для различных категорий населения, при выборе способа кулинарной обработки и решении технологических вопросов производства пищевых продуктов или питания в экстремальных условиях. 4.2. Загрязнители пищевых продуктов Наибольшую опасность для здоровья человека представляют загрязнители (контаминанты), не свойственные пищевым продуктам, а попадающие из окружающей среды. Чужеродными по отношению к пище являются также пищевые добавки. Однако они не относятся к загрязнителям пищи и не являются вредными, так как проходят тщательные исследования на безвредность, и их применение строго регламентируется. Истинные загрязнители пищевых продуктов делятся на вещества природного (биологического) и химического (антропогенного) происхождения. Загрязнители химического происхождения Загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов чужеродными веществами напрямую зависит от степени загрязнения окружающей среды. Исследования показывают, что наблюдается тенденция увеличения загрязненности окружающей среды, в том числе пищевых продуктов чужеродными веществами органической и неорганической природы. Чужеродные вещества, попадая в окружающую среду в результате деятельности человека (антропогенное загрязнение), накапливаются в почве, воде, атмосферном воздухе. По пищевым цепям чужеродные вещества попадают в организм человека, вызывая нарушения здоровья. К наиболее опасным, с точки зрения распространения и влияния на здоровье, загрязнителям пищевых продуктов относят токсичные ме86 4.1. Природные компоненты пищи… таллы, радионуклиды, пестициды, их метаболиты и продукты их метаболического распада, нитраты, нитриты и N-нитрозамины, полициклические ароматические углеводороды, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных (гормоны, антибиотики) и другие соединения. Токсичные (тяжелые) металлы. Металлы исключительно широко распространены в живой природе, и большинство из них, включая и так называемые тяжелые, являются незаменимыми пищевыми веществами. Из распространенных и потенциально опасных для здоровья человека тяжелых металлов только четыре – кадмий, ртуть, свинец, олово – могут быть безоговорочно отнесены к токсичным. Тяжелые металлы постоянно обнаруживаются в большинстве видов пищи, однако, для многих продуктов установлены предельно допустимые концентрации металлов. Наблюдающееся в последние годы нарастание уровня контаминации пищевых продуктов тяжелыми металлами и другими минеральными веществами – прямое следствие деятельности человека. Загрязнение пищи тяжелыми металлами происходит за счет выбросов промышленных предприятий и городского транспорта, применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и нарушения технологии припоев, контакта с металлическими частями оборудования. Радионуклиды. Радиоизотопы попадают в пищевые продукты в основном из почвы через растения, которые потребляет человек. Наибольшую опасность представляют стронций-90 и цезий-137. Стронций90 может накапливаться в сахарной кукурузе, фасоли, картофеле и капусте. Употребление в качестве корма загрязненного стронцием-90 фуража приводит к накоплению его в костной ткани сельскохозяйственных животных, калия-40 – в мышцах, цезия-134 и 137 – в молоке и мышечных тканях. Все эти процессы наблюдались после аварии на Чернобыльской АЭС в загрязненных радионуклидами районах. Пестициды, их метаболиты и продукты деградации. Химическая защита сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков значительно повысила и опасность неблагоприятных последствий широкого применения пестицидов, и попадание их остаточных количеств в пищу человека. Пестициды подразделяются на хлор-, фосфор-, ртутьорганические и прочие. К хлорорганическим пестицидам относится ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), применение которого в настоящее время запрещено. Описаны многочисленные случаи отравления пестицидами, обусловленные загрязнением пищевых продуктов – муки, сахара, орехов и других. Наиболее безопасны пестициды, которые, во-первых, обладают малой токсичностью; во-вторых, малоустойчивы в окружающей среде и быстро подвергаются разложению; в-третьих, при деградации не дают 87 4. Пища как источник токсических веществ высокотоксичных соединений; в-четвертых, не обладают кумулятивными свойствами и быстро метаболизируются в организме; наконец, не выделяются с молоком. Нитраты, нитриты, N-нитрозосоединения. Нитраты (соли азотной кислоты), в частности, натрия, калия, аммония и кальция широко применяются в сельском хозяйстве в качестве высокоэффективных минеральных удобрений. Внесение нитратов в почву сопровождается их накоплением в тканях растений. Высоким содержанием нитратов (до 500 мг/кг) отличаются шпинат, салат, свекла, редька, редис, ревень, петрушка, сельдерей, укроп, бахчевые. С пищей может поступать более 100 мг нитратов в сутки. Нитраты малотоксичны, но они рассматриваются как предшественники N-нитрозосоединений, обладающих канцерогенным действием. Термическая обработка способствует снижению содержания нитратов в пищевых продуктах. В зерновых и овощах в условиях повышенной влажности, а также в желудочно-кишечном тракте при участии микрофлоры нитраты восстанавливаются в нитриты (соли азотистой кислоты). Нитрит натрия широко используется в качестве консерванта (пищевая добавка) при приготовлении ветчины, колбас, мясных консервов. С пищей и питьевой водой в сутки может поступать до 13 мг нитритов. Нитриты токсичны. В кислой среде желудка, в кишечнике под действием микрофлоры и в других органах из нитритов могут образовываться N-нитрозамины. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Среди широко распространенных в окружающей среде ПАУ канцерогенной активностью обладают бенз(а)пирен, 20-метилхолантрен и ряд других. Канцерогенное действие ПАУ проявляется в дозах, составляющих доли миллиграммов или даже микрограммы. ПАУ обнаруживаются в овощах, фруктах, кофе, маргарине, растительных маслах, копченостях и мясных продуктах, жаренных на углях. В больших количествах бенз(а)пирен содержится в продуктах домашнего копчения. ПАУ в пищевые продукты попадают главным образом при технологической и кулинарной обработке или из окружающей среды (промышленные сточные воды, отработанные газы двигателей внутреннего сгорания, сажа дизельного топлива, различные виды упаковочного материала). Полихлорированные дифенилы (ПХД) и диоксины. ПХД – высокомолекулярные хлорсодержащие соединения, накапливаются в жирах и жиросодержащих продуктах питания. В литературе описаны случаи отравления ПХД. В Японии, например, отравление возникло в результате употребления загрязненного рисового масла. Диоксины – самые опасные химические загрязнители окружающей среды и пищевых продуктов с канцерогенными и иммунотоксическими 88 4.1. Природные компоненты пищи… свойствами. Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги. Они очень устойчивы в окружающей среде и накапливаются в жиросодержащих продуктах (масла и жиры, мясо, молоко). Стимуляторы роста сельскохозяйственных животных. Широкое распространение получило применение в сельском хозяйстве различных стимуляторов роста животных мясных пород, прежде всего гормонов и антибиотиков. Важное практическое значение имеют анаболические гормоны и препараты, повышающие скорость прибавки веса животных. Для стимуляции роста сельскохозяйственных животных внедряются природные гормоны: эстрадиол, прогестерон, тестостерон, пролактин, простагландины, а также их синтетические аналоги. Наряду с гормонами в животноводстве широкое применение нашли и антибиотики, оказывающие профилактическое антимикробное действие и способствующие тем самым более интенсивному росту и развитию животных. В то же время введение антибиотиков домашним животным может привести к контаминации ими пищевых продуктов животного происхождения. Остаточные количества антибиотиков, в частности, пенициллин, тетрациклины, обнаружены в молоке, мясе и продуктах из них. Наличие остаточных количеств антибиотиков в пищевых продуктах может приводить к возрастанию числа аллергических реакций, случаев непереносимости антибиотиков среди населения, изменению микрофлоры кишечника и полости рта. Загрязнители биологического происхождения Кроме химических антропогенных контаминантов, с точки зрения безопасности пищевых продуктов, важное значение имеют природные загрязнители биологического происхождения – бактериальные токсины, токсичные метаболиты микроскопических грибов (микотоксины) и некоторые токсины морепродуктов. Бактериальные токсины. Серьезные пищевые интоксикации вызывает золотистый стафилококк, продуцирующий пять энтеротоксинов. Особую опасность для человека представляют токсины, продуцируемые возбудителем ботулизма. Всего установлено семь типов токсинов ботулизма. Токсины ботулизма – самые ядовитые из известных природных веществ. 90% отравлений возникает от употребления консервированных или маринованных в домашних условиях овощей и фруктов. С гигиенической точки зрения представляется весьма важным, что ботулинический токсин, в отличие от стафилококков, токсинов и энтеротоксинов, разрушается при нагревании. Микотоксины. Из особо опасных контаминантов пищевых продуктов биологической природы, встречающихся в естественных условиях, 89 4. Пища как источник токсических веществ выделяют группу микотоксинов. Существуют тысячи штаммов микроскопических (плесневых) грибов, вырабатывающих микотоксины. Они отличающихся высокой токсичностью, а многие из них также мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами. Микроскопические грибы поражают зерно (пшеницу, рожь, ячмень, кукурузу, рис), хранящееся в сыром месте, зернобобовые культуры, орехи (арахис). Микотоксины могут попадать в наш организм и через пищевые цепи – с молоком и мясом животных, потреблявших загрязненные корма. Токсины водных обитателей. Некоторые виды пресноводных синезеленых водорослей вырабатывают высокотоксичные соединения, которые являются причиной отравлений и гибели сельскохозяйственных животных. Ряд бурых водорослей также обладает токсическими свойствами. Из различных видов коралловых полипов выделен токсин, относящийся к наиболее ядовитым соединениям морского происхождения и способствующий развитию рака. Токсины, продуцируемые микроскопическим планктоном, накапливаются в тканях моллюсков (устрицы, мидий), крабов, реже – рыб. Употребление этих морепродуктов в пищу может вызвать тяжелые отравления. Описаны тысячи случаев отравления некоторыми видами рыб, причиной которых является токсин. К сильным токсинам, обладающим нейротропным действием, относится тетродотоксин, содержащийся в рыбах семейства скалозубых. Случаи отравления с высокой смертностью наблюдаются в основном в Японии. Представленный перечень загрязнителей пищи химического и биологического происхождения подчеркивает их многочисленность. Органы санитарного контроля постоянно отслеживают содержание загрязнителей в пищевых продуктах. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Пища наряду с основными пищевыми веществами, источниками энергии, а также микронутриентами может содержать различные по химической структуре соединения, не имеющие пищевой ценности, и, более того, вредные вещества, представляющие опасность для здоровья человека. 2. Реальную опасность представляют природные контаминаты биологического происхождения, вещества специфичные для определенного вида продуктов растительного и животного происхождения – ингибиторы пищеварительных ферментов, цианогенные гликозиды, алкалоиды, антивитамины, вещества, нарушающие усвоение минеральных веществ, алкоголь и яды белково-пептидной природы. 90 5.1. Генно-модифицированные организмы… 5. ГЕННО-МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ В истории человеческой цивилизации немало фактов резкого неприятия или, напротив, восторженного одобрения новых достижений науки и техники. Ушедший XX век характеризовался крупнейшими достижениями научно-технического прогресса, радикально изменившими мир человека. Это, в первую очередь, ядерная технология, электроника и новейшая биотехнология. Современные темпы развития биотехнологии и ее перспективы, сравнимые, может быть, только с компьютеризацией и информатизацией нашей жизни, потрясают воображение современного человека. Многим ученым и специалистам понятно, что даже само существование человека в следующем веке зависит от достижений новейшей биотехнологии. В настоящее время биотехнология на практике показывает крупные успехи в сельском хозяйстве. Это выведение новых сортов растений, устойчивых к гербицидам, насекомым, болезням, стрессовым воздействиям. Это производство новейших пищевых продуктов с заданными свойствами; производство пищевого и кормового белка, медицинских препаратов; создание безотходных технологий и утилизация веществ, вредных для окружающей среды; выведение высокопродуктивных животных и микроорганизмов с новыми и усиленными свойствами и признаками. Даже очень богатое воображение не сможет предсказать все возможности, которые будут реализованы человеком с использованием биотехнологии. Важнейшей составной частью современной биотехнологии является генетическая, или генная, инженерия. Существует несколько определений, раскрывающих суть генной инженерии. По мнению академика А.А. Баева, это «конструирование in vitro функционально активных генетических структур (рекомбинантных гибридных ДНК)», или «создание искусственных генетических программ». В Интернете дается другое определение: «Генная инженерия – это управление генетической основой организмов посредством внедрения или удаления специфических генов, с использованием техники современной молекулярной биологии». Методы генетической инженерии позволяют конструировать фрагменты рекомбинантных молекул ДНК того или иного организма, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы им свойства, полезные для человека. 91 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции Современная биотехнология базируется на принципах традиционной селекции, заключающихся в приобретении организмами необходимых качественно новых признаков. Однако, в отличие от обычной селекции, которая в течение длительного времени испытывает множество комбинаций генов, биотехнология позволяет ввести в генетический аппарат объекта один ген или группу генов, отвечающих за проявление желаемого признака, что намного ускоряет достижение требуемого результата. Генно-модифицированный организм – организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии и содержащие генноинженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов. Для создания генно-модифицированных организмов разработаны методики, позволяющие вырезать из молекул ДНК необходимые фрагменты, модифицировать их соответствующим образом, реконструировать в одно целое и клонировать – размножать в большом количестве копий. Организмы, подвергшиеся генетической трансформации, называют трансгенными. Трансгенные организмы – животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с применением методов генной инженерии. За прошедшие 25 лет благодаря генной инженерии были сделаны значительные фундаментальные открытия и реализованы на практике весьма дерзкие научные идеи. Однако в последние годы в средствах массовой информации, особенно российской, появился ряд тревожных публикаций о трансгенных организмах, в частности – растениях. Пищевая и экологическая безопасность каждого нового генно-модифицированного растения и продуктов на его основе вызывает сомнения у общественности. Тревога резко возрастает в связи с широким освещением этой проблемы телевидением и прессой, а также в результате акций таких общественных организаций, как Гринпис (Green Реасе) и «Друзья Земли» (Frends of the Earth) и др. Вместе с тем, у различных религиозных конфессий отсутствует единое мнение на этот счет. Следует отметить, что реакция на продукты из генетически модифицированных источников пищи является различной в США и Европе. Потребители в США выражают в основном позитивное отношение к генной инженерии. Международным Советом по информации в области продовольствия в 1999 г. установлено, что около 75% американцев рассматривают применение 92 5.1. Генно-модифицированные организмы… биотехнологии как большой успех общества, особенно в последние пять лет, а 44% европейцев – как серьезный риск для здоровья. При этом 62% американцев готовы купить генетически модифицированный продукт, обладающий большей свежестью или улучшенным вкусом; на этот же шаг готовы только 22% европейцев. Противники технологии рекомбинантной ДНК, составившие 30% в Европе и 13% в США, считают, что эта технология является не только рискованной, но морально неприемлемой. Хотя конкретных примеров серьезной экологической опасности трансгенных сортов и гибридов в природной среде не выявлено, их потенциальная опасность не подвергается сомнению. Прогнозы строятся пока не на фактических данных, а на основании общебиологических закономерностей, вытекающих из положений генетики популяций и т.д. Они дают возможность выявить вероятные механизмы отрицательных последствий широкого распространения генетически модифицированных растений и оценить потенциальные риски для окружающей среды и здоровья человека. Риск – вероятность осуществления нежелательного воздействия генно-инженерно-модифицированного организма на окружающую среду, сохранение и устойчивое использование биологического разнообразия, включая здоровье человека, вследствие передачи генов. Знание потенциальных рисков применения генетически модифицированных источников пищи (ГМИ) обусловливает возможность их исключения либо снижения отрицательного воздействия. Вероятность возникновения отрицательных последствий применения генно-модифицированных организмов на практике действительно низка. Однако теоретически риск сохраняется при отсутствии контроля за генно-инженерной деятельностью, производством, выпуском и реализацией генно-модифицированных организмов. При этом национальные законы, регулирующие генно-инженерную деятельность в государствах, где ведутся работы такого рода, должны быть согласованы между собой. Без сомнения, XXI век будет веком генно-модифицированных организмов, что подтверждается бурным наращиванием в мире производства пищевой продукции на их основе. С точки зрения мировых перспектив, многие специалисты предсказывают хорошее будущее коммерческому использованию трансгенных растений. Предполагается, что в перспективе удельный вес площадей возделывания трансгенных культур в мировой структуре посевов составит по отдельным видам от 10 до 60%. Кроме того, трансгенные растения, устойчивые к вредителям и болезням, помогут снять остроту проблемы продовольствия и сократить затраты 93 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции на химические средства защиты. Более того, замена традиционного набора химических средств потенциально уменьшит опасность загрязнения окружающей среды, а следовательно, обеспечит безопасность питания. 5.1. Генно-модифицированные организмы: основные задачи и перспективы Генетика, являющаяся наукой будущего, зародилась еще в XIX веке. В 1865 году Грегор Мендель (Чехия) установил основные законы наследственности, а в 1869 г. Иоганн Фридрих Мишер (Швейцария) открыл в ядрах клеток нуклеиновые кислоты. Эти открытия явились первыми кирпичиками в фундаменте современной биотехнологии. В 1927 году советский ученый Н.К. Кольцов предположил, что молекулы биополимеров, входящие в хромосомы, могут служить матрицами для воспроизводства таких молекул. Однако мировое признание как наука биотехнология получила начиная с 1953 г. после открытия Фрэнсиса Крика (Великобритания) и Джеймса Уотсона (США). Они показали, что биологические функции ДНК – воспроизводство, копирование и передача наследственной информации – обусловлены ее пространственным строением и химическим составом. Непосредственное возникновение генной инженерии как нового направления биотехнологии условно можно отнести к 1970-1972 годам. В этот период ученые открыли ферменты, необходимые для генной инженерии, – рестриктазу, лигазу, ревертазу. В эти же годы появились новые разработки по выделению генов, их химическому синтезу, вводу их в живые клетки и внедрению в геном клеток. В 80-х годах прошлого столетия появились первые практические результаты генной инженерии. В 1983 году ученые и специалисты компании «Monsanto», Гентского государственного университета (Бельгия), Кёльнского института растениеводства им. М. Планка (Германия) и Вашингтонского университета создали первые трансгенные растения. Однако более 10 лет потребовалось, чтобы довести лабораторные эксперименты до широкого коммерческого использования. С этой целью с 1986 по 1998 годы в 45 странах проведено свыше 25 тыс. полевых испытаний (72% из них – в США и Канаде) 66 различных сортов и гибридов генно-модифицированных растений. К началу 1998 года в мире было уже зарегистрировано около 100 видов трансгенных растений, в том числе в США – 34, в Канаде – 30, в Японии – 20, в странах Европейского Союза – 9. Причинами столь беспрецедентных объемов освоения трансгенных культур являются, прежде всего, колоссальный прогресс биотехнологиче94 5.2. Основные принципы создания трансгенных растений ской науки, а также бесспорные технологические и экономические преимущества трансгенных растений в сельскохозяйственном производстве. Основные задачи генной инженерии в создании трансгенных растений в современных условиях развития сельского хозяйства и общества довольно многообразны, а некоторые из них фантастичны и в то же время весьма перспективны по достижимости результатов. 5.2. Основные принципы создания трансгенных растений Одной из основ метода, позволившего осуществлять различные действия с генами, является открытие ферментов, названных рестрикционными эндонуклеазами или рестриктазами. Эти ферменты способны распознавать определенную последовательность своей ДНК и расщеплять «чужую» ДНК на мелкие фрагменты. В настоящее время выделены рестриктазы, распознающие более 150 мест расщепления ДНК. Рестриктазы бывают мелко- и крупнорасщепляющими. Первые узнают тетрануклеотид и вносят в молекулы больше разрывов, чем вторые, узнающие последовательность из 6 нуклеотидных пар. Следует отметить, что рестриктазы по-разному расщепляют ДНК. Одни вносят разрывы по оси симметрии узнаваемой последовательности, а другие – со сдвигом с образованием «ступеньки». В первом случае образуются так называемые «тупые» концы, а во втором – «липкие», то есть фрагменты имеют на своих концах однонитевые взаимно комплементарные участки длиной в 4 нуклеотида. Такие фрагменты удобны для создания рекомбинантных ДНК. Рекомбинантные ДНК – это ДНК, образованные объединением in vitro (в пробирке) двух или более фрагментов ДНК, выделенных из различных биологических источников. Сшивка фрагментов ДНК, полученных при помощи рестриктаз, производится тремя основными методами, зависящими от того, какие концы имеют фрагменты сшиваемых ДНК: – сшивка по одноименным «липким» концам – любые два фрагмента ДНК, независимо от их происхождения, образовавшихся под действием одной и той же рестриктазы, могут слипаться за счет образования водородных связей между однонитевыми участками комплементарных нуклеотидов; – сшивка по «тупым» концам. Это менее эффективный метод, поэтому для получения рекомбинантных молекул ДНК пользуются «липкими» концами; – сшивка фрагментов с разноименными «липкими» концами. Для связи разноименных, то есть некомплементарных друг другу «липких» концов, используют так называемые линкеры или «переходники». 95 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции Линкеры – это химически синтезированные олигонуклеотиды, представляющие собой сайты рестрикции (места расщепления) или их комбинацию. Существуют большие наборы линкеров, в том числе «тупой конец – липкий конец». После того как ДНК сшита в пробирке, ее надо ввести в живые клетки и обеспечить стабильное поддержание генетической информации. Это достигается при помощи так называемых векторных молекул, или векторов. Векторными молекулами, или векторами, называют молекулы ДНК, способные акцептировать чужеродную ДНК и обеспечивающие ее репликацию, а может быть, и экспрессию. Экспрессия гена – проявление генетической информации, записанной в гене, в форме рибонуклеиновой кислоты, белка и фенотипического признака. Векторы позволяют осуществить введение в клетку дополнительной генетической информации. В качестве векторов используют, как правило, плазмиды, бактериофаги, вирусы животных. Плазмиды – кольцевые внехромосомные ДНК, способные к автономной репликации. Бактериофаги – вирусы, инфицирующие бактерии. Первые плазмиды – векторы, были выделены из бактерий. В последующем большинство векторов было сконструировано при помощи методов генной инженерии в соответствии с задачами экспериментаторов. 5.3. Биобезопасность генно-модифицированных организмов Проблема генетических ресурсов Земли, то есть поиск природных источников генов, приобретает особую актуальность. Она, в свою очередь, обусловливает необходимость строгого контроля за распространением трансгенных организмов. Следует отметить, что в каждой стране существуют свои правила такого контроля. В то же время для ускорения коммерческого использования трансгенных растений в разных странах система получения разрешения на их испытания облегчается, если растение уже зарегистрировано в другой стране. При этом оценка генно-модифицированного организма по критериям безопасности в каждой стране складывается из двух основных направлений: – исследование биобезопасности генно-модифицированных организмов; – определение пищевой безопасности генно-модифицированных организмов и продуктов питания из них. 96 5.3. Биобезопасность генно-модифицированных организмов Так, в США контроль за производством и коммерциализацией трансгенных культур осуществляют Министерство сельского хозяйства (United States Department of Agriculture – USDA), Управление по охране окружающей среды (Environmental Protection Agency – EPA) Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration – FDA). В России проблемой безопасного получения, использования, передачи и регистрации генно-модифицированных организмов занимаются следующие организации (рис. 6). Взаимоотношения между ними регулируются правилами, разработанными на основании Федеральных законов Российской Федерации «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности», «О селекционных достижениях», «О санитарно-эпидемиологиическом благополучии населения», «Об экологической экспертизе», «Об охране окружающей среды», Международных руководящих принципов безопасности ЮНЕП в области биотехнологии, Конвенции Картахенского протокола по биобезопасности и биологическом биоразнообразии, а также нормативно-правовых актов министерств и ведомств Российской Федерации. Рис. 6. Схема безопасного получения, использования, передачи и регистрации ГМО 97 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции Потенциальную опасность трансгенных организмов для окружающей среды, а следовательно, и для человека связывают со следующими возможными отрицательными последствиями: – вытеснение природных организмов из их экологических ниш с последующим нарушением экологического равновесия; – уменьшение биоразнообразия; – бесконтрольный перенос чужеродных генов из трансгенных организмов в природные, что предположительно может привести к активации ранее известных или образованию новых патогенов. Исследование биобезопасности трансгенных растений в России осуществляют путем проведения ограниченных полевых испытаний на изолированных участках с применением специальных мер ограничения рисков. Следующим этапом выпуска генно-модифицированного организма в окружающую среду является проведение полевых испытаний без использования специальных мер ограничения рисков, в том числе сортоиспытаний. Заключительный этап выпуска трансгенных растений предусматривает широкомасштабное их возделывание. Ограниченные полевые испытания в открытом грунте проводятся на огороженных охраняемых участках, сертифицированных Межведомственной комиссией по генно-инженерной деятельности (МВКГИД). Организация или учреждение, осуществляющие эти испытания и имеющие высококвалифицированный персонал, гарантируют защиту от несанкционированного попадания исследуемых трансгенов в окружающую среду. Для выполнения этих требований осуществляют следующие мероприятия: а) репродуктивную изоляцию путем пространственного и временного разграничения; в случае необходимости – применение биологических методов предотвращения цветения; надевание защитных мешочков на цветки, соцветия, растения и т.п.; б) регулирование устойчивости или распространение таких репродуктивных структур, как побеги или семена; в) уничтожение самосевных растений после уборки. Результатом изучения трансгенных растений на ограниченных участках является оценка их биобезопасности и выдача МВКГИД номера временной регистрации исследуемого растения для проведения сортоиспытаний. После завершения сортоиспытаний и получения гигиенического заключения Государственного санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации материалы экологического обоснования возможности внесения генно-модифицированного растения в Государственный реестр селекционных достижений, разрешенных к использованию в Российской Федерации, представляются на государственную экспертизу. 98 5.4. Пищевая токсиколого-гигиеническая оценка… При наличии положительного заключения Государственной комиссии Российской Федерации по охране и испытаниям селекционных достижений, положительного заключения Государственного санитарноэпидемиологического надзора Российской Федерации этот трансгенный сорт вносится в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, с присвоением номера постоянной регистрации. Однако система регистрации постоянно совершенствуется и может претерпевать изменения. 5.4. Пищевая токсиколого-гигиеническая оценка трансгенных культур Установленная пищевая безопасность трансгенных растений является гарантией уверенности потребителя в их безвредности для здоровья. В различных странах на национальном уровне разработана нормативно-правовая и методическая база для оценки пищевой безопасности и возможности реализации населению на пищевые цели продукции из генетически модифицированных источников. По итогам этой оценки проводится их регистрация. В большинстве стран считают необходимым проводить поэтапную оценку безопасности и качества генетически модифицированных источников. В основе этого подхода лежит принцип композиционной или реальной эквивалентности, который заключается в сравнении генетически модифицированных источников с традиционным аналогом. Для этого необходимы изучение химического состава изучаемого продукта и сравнение его с традиционным аналогом: содержание основных нутриентов, антиалиментарных и токсических веществ и аллергенов, характерных для данного вида продовольствия или определяемых свойствами переносимых генов. Если в результате оценки композиционной эквивалентности не обнаруживается отличий генно-модифицированной пищевой продукции от традиционных аналогов, то ее причисляют к первому классу безопасности и предлагают считать полностью безвредной для здоровья потребителей. При обнаружении отличий от традиционного аналога (второй класс безопасности) или полного несоответствия традиционным аналогам (третий класс безопасности) оценка безопасности генно-модифицированной пищевой продукции должна быть продолжена. Этапы исследования пищевой безопасности предусматривают изучение пищевых и токсикологических характеристик продукции. Оценка пищевых свойств включает изучение: – пищевой ценности нового продукта; – нормы потребления; 99 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции – способов использования в питании; – биодоступности; – поступления отдельных нутриентов (если ожидаемое поступление нутриента превышает 15% от его суточной потребности); – влияния на микрофлору кишечника (если генно-модифицированный источник содержит живые организмы). Токсикологическая характеристика обусловливает определение следующих показателей: – токсикокинетика; – генотоксичность; – потенциальная аллергенность; – потенциальная колонизация в желудочно-кишечном тракте (в случае содержания в генно-модифицированном источнике живых микроорганизмов); – результаты субхронического (90 суток) токсикологического эксперимента на лабораторных животных и исследований на добровольцах. Однако такая система оценки качества и безопасности генно-модифицированных источников пищи, основой которой является принцип композиционной эквивалентности, может быть рекомендована для продукции, не содержащей белков и ДНК. К таким продуктам относятся ароматические добавки, рафинированные масла, модифицированные крахмалы, мальтодекстрин, сиропы глюкозы, декстрозы, изоглюкозы и другие сахара. В Российской Федерации с учетом международного и отечественного опыта разработан и введен в действие особый порядок оценки безопасности и качества, а также регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. В соответствии с Законами Российской Федерации «О защите прав потребителей», «О государственном регулировании в области генноинженерной деятельности» (05.07.96 г.), приказом Министерства здравоохранения РФ «О гигиенической оценке производства, поставке и реализации продукции и товаров» (20.07.98 г. № 217) и рекомендациями МВКГИД разработан «Порядок гигиенической оценки и регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников» (постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 06.04.99 г. №7). В соответствии с этим постановлением, с 01.07.99 г. введена государственная регистрация и утверждено «Положение о проведении гигиенической экспертизы и регистрации пищевых продуктов и продовольственного сырья, а также компонентов (фрагментов) для их производства, полученных из генетически модифицированных источников». Порядок 100 5.4. Пищевая токсиколого-гигиеническая оценка… гигиенической оценки распределяет обязанности между ведущими научными учреждениями страны по отдельным направлениям экспертизы. Экспертиза пищевой продукции из генетически модифицированных источников проводится по трем направлениям: – медико-генетическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников; – медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников; – исследование технологических свойств пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. Институтом питания Российской академии медицинских наук разработаны методические указания по оценке безопасности генетически модифицированных пищевых продуктов. Несмотря на то что подходы оценки безопасности в различных странах отличаются по содержанию и объему проводимых исследований, общим является понимание того, что традиционный критерий и методы оценки безопасности пищи (например, применявшихся в случае пищевых добавок и остатков пестицидов), не могут быть полностью применимы для генетически модифицированных источников. В настоящее время полный цикл исследований, согласно разработанной в России Системе оценки безопасности и качества генетически модифицированных источников, проведен для генетически модифицированной сои линии 40-3-2, представленной компанией «Monsanto». Соя является одной из самых универсальных культур, используемой в качестве ингредиента более чем в 25 тыс. видах пищевых продуктов. До проведения исследований в России генетически модифицированная соя была зарегистрирована в установленном порядке в США, Канаде, Японии и в странах Европейского Союза и разрешена для использования в питании населения без ограничения. В отношении генетической модификации животных на Консультации ФАО/ВОЗ в Риме (1996 г.) решено, что концепция реальной эквивалентности может быть также применена при оценке безопасности животноводческой продукции, а также продукции водного происхождения. Следует отметить, что млекопитающие сами являются своеобразным индикатором собственной безопасности. Однако, если генетическая модификация животных была осуществлена с целью повышения их устойчивости к бактериям и вирусам, необходимы глубокие токсикологические исследования для исключения отрицательного влияния антибиотиков на человеческий организм. В соответствии с требованиями Директивы Европейского Союза 1139/98/ЕС, с 1 сентября 1998 года пищевая продукция из генно-моди101 5. Генно-модифицированные источники пищевой продукции фицированных организмов или содержащая их в качестве компонентов должна быть снабжена специальными этикетками. В США к этой проблеме относятся по другому: если пищевая продукция признана безопасной, то в специальной маркировке она не нуждается. Пищевая продукция, предназначенная для реализации на территории Российской Федерации, должна иметь маркировку в соответствии с законодательством Российской Федерации и нормативной документацией, регламентирующей вопросы маркировки продукции. С первого июля 2000 года устанавливается порядок маркировки на потребительской упаковке пищевой продукции с указанием: генетически модифицированная продукция, или полученная из генетически модифицированных источников, либо содержит компоненты, полученные из генетически модифицированных источников. 102 6.1. Физиологические аспекты химии пищи 6. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ Нормальное функционирование организма человека определяется тремя исконными факторами, к которым относятся потребление пищи, воды и наличие кислорода. Совокупность процессов, связанных с потреблением и усвоением в организме входящих в состав пищи веществ, называется питанием. Питание включает последовательные процессы поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергозатрат, построения и возобновления клеток и тканей тела и регуляции функций организма. Вопросы, связанные с влиянием пищевых веществ на организм человека, оптимальными условиями их переваривания и усвоения, потребностями организма в пищевых веществах, изучает физиология питания. 6.1. Физиологические аспекты химии пищи Продукты, употребляемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде (пищевые продукты), представляют собой сложные системы с единой внутренней структурой и общими физико-химическими свойствами. Они характеризуются исключительным разнообразием химической природы и состава образующих их компонентов. В общем случае химический состав пищевого продукта формируют три основные группы компонентов: а) продовольственное сырье; б) пищевые добавки; в) биологически активные добавки. Продовольственное сырье – объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для изготовления пищевых продуктов. Пищевые добавки – природные или синтезированные вещества, соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе изготовления последних в целях придания пищевым продуктам определенных (заданных) свойств и (или) сохранения их качества. Биологически активные добавки – концентраты природных или идентичных природным биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов. Название пищевых получили химические вещества пищи, которые ассимилируются в процессе обмена веществ организма. 103 6. Основы рационального питания В аспекте биохимии питания все вещества, которые могут быть обнаружены в составе пищевого продукта, в обобщенном виде подразделяют на три основных класса: два класса собственно пищевых (алиментарных: от англ. alimentary – пищевой, питательный) веществ – макрои микронутриенты и класс непищевых (неалиментарных) веществ. Представители каждого из классов отличаются химическим составом, особенностями физиологического действия и уровнем содержания в пищевых продуктах. Модифицированный классификатор основных веществ пищи, предложенный А.А. Покровским, представлен ниже. Макронутриенты (от лат. nutritio – питание) – класс главных пищевых веществ, представляющих собой источники энергии и пластических (структурных) материалов; присутствуют в пище в относительно больших количествах (от 1 грамма). Представителями этого класса являются углеводы, липиды и белки. Микронутриенты – класс пищевых веществ, оказывающих выраженные биологические эффекты на различные функции организма; содержатся в пище, как правило, в небольших количествах (миллии микрограммы). Класс микронутриентов объединяет витамины, предшественников витаминов и витаминоподобные вещества, а также минеральные вещества. Помимо этих биологически активных компонентов пищи, к классу микронутриентов (по А.А. Покровскому) относят некоторые пищевые вещества, выделенные из отдельных групп макронутриентов. В их число входят: представители группы липидов (полиненасыщенные жирные кислоты и фосфолипиды), представители белков (некоторые аминокислоты), представители углеводов (отдельные олигосахариды) (рис. 6). В третий класс выделены вещества, обычно содержащиеся в пищевых продуктах, но не используемые организмом в процессе жизнедеятельности. К таким веществам, объединяемым термином «непищевые», принадлежат различные технологические добавки (ароматизаторы, красители, консерванты, антиоксиданты и др.), ядовитые вещества и т.п. Однако в настоящее время роль многих неалиментарных веществ пересматривается. Причиной тому послужили открытия у отдельных непищевых веществ новых свойств, связанных с физиологией питания. К ним относятся представляющие группу балластных веществ пищевые волокна, предшественники синтеза биологически активных веществ, ферменты и эубиотики (синоним термина «пробиотики»). Последние представляют собой, в соответствии с последней редакцией этого термина, пищевые добавки микробного и не микробного происхождения, оказывающие позитивное действие на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры. 104 6.1. Физиологические аспекты химии пищи Макронутриенты Углеводы. Липиды (в т.ч. холестерин). Белки Микронутриенты Предшественники витаминов. Витамины. Минералы и микроэлементы (в т.ч. незаменимые). Полиненасыщенные жирные кислоты. Олигосахариды. Эубиотики Фосфолипиды. Аминокислоты (в т.ч. незаменимые) Непищевые вещества Балластные вещества. Флеворные вещества. Ядовитые вещества Предшественники синтеза биологически активных веществ. Пищевые волокна Парафармацевтики: полифенолы, органические кислоты, биогенные амины, биофлавоноцды, регуляторные пептиды, алкалоиды, гликозиды, индолы, аллилы, кумарины, эфирные масла и другие Рис. 7. Модифицированный классификатор основных веществ пищи (А.А. Покровский, 1978) Все естественные биологически активные ингредиенты пищи II и III классов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма, объединяются термином «нутрицевтики». Из класса микронутриентов в особую группу, объединяемую названием «парафармацевтики», выделяют вещества пищи, оказывающие выраженное фармакологическое действи. В группу парафармацевтиков входят биофлавоноиды, гликозиды, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты и многие другие. Каждой группе пищевых веществ в процессах питания принадлежит своя особая роль. 105 6. Основы рационального питания 6.2. Питание и пищеварение Пищеварение является начальным этапом ассимиляции пищевых веществ, который состоит в превращении исходных пищевых структур сложного химического состава в компоненты, лишенные видовой специфичности, легко усваиваемые организмом. Другими словами, пищеварение представляет собой совокупность процессов, связанных с расщеплением пищевых веществ на простые растворимые соединения, способные легко всасываться и усваиваться организмом. Сегодня доказано, что ассимиляция пищевых веществ осуществляется по трехзвенной схеме, основанной на разных типах пищеварения: полостное, мембранное (пристеночное) внутриклеточное (всасывание). Полостным является пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях – ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синтезируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечивает интенсивное начальное переваривание. Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностей клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также сопряжение конечных этапов переваривания и начальных этапов всасывания. Процессы пищеварения, объединяющие механические, физико-химические и химические изменения пищевых веществ, осуществляются у человека специальными, связанными между собой органами, совокупность которых образует пищеварительную систему (аппарат). Пищеварительный аппарат человека включает пищеварительный канал (желудочно-кишечный тракт) длиной 8-12 м, в который входят в последовательной взаимосвязи ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкий и толстый кишечник с прямой кишкой и основные железы – слюнные железы, печень, поджелудочная железа. Желудочно-кишечный тракт выполняет три основные функции: – пищеварительную; – экскреторную; – регуляторную. Пищеварительная функция желудочно-кишечного тракта объединяет четыре процесса: процесс моторики, процесс секреции, процесс гидролиза, процесс всасывания. 106 6.2. Питание и пищеварение Рис. 8. С х е м а п и щ е в а р и т е л ь н о г о а п п а р а т а : 1 – глотка; 2 – пищевод; 3 – желудок; 4 – тонкая кишка; 5 – нисходящая часть толстой кишки; 6 – прямая кишка; 7 – подвздошная кишка; 8 – аппендикс; 9 – слепая кишка; 10 – восходящая часть толстой кишки; 11 – ободочная кишка; 12 – двенадцатиперстная кишка; 13 – поджелудочная железа; 14 – желчный проток; 15 – желчный пузырь; 16 – печень; 17 – ротовая полость; 18 – слюнные железы Различные процессы последовательной обработки пищи, приводящие к физическим, физико-химическим или химическим изменениям, осуществляются по мере ее перемещения по пищеварительному каналу, функции различных отделов которого строго специализированы. 6.2.1. Основные пищеварительные процессы В общем случае физические и физико-химические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, набухании, частичном растворении, образовании суспензий и эмульсий; химические изменения связаны с рядом последовательных стадий расщепления основных нутриентов. Процесс разрушения (деполимеризация) природных полимеров осуществляется в организме путем ферментативного гидролиза с помощью пищеварительных (гидролитических) ферментов, именуемых гидролазами. Деполимеризуются (расщепляются) только макронутриенты (белки, жиры, углеводы). В деполимеризации участвуют три группы ферментов гидролаз: протеазы (ферменты, разрушающие белки), липазы (ферменты, расщепляющие жиры), амилазы (ферменты, расщепляющие углеводы). Ферменты образуются в специальных секреторных клетках пищеварительных желез и поступают внутрь пищеварительного тракта вместе 107 6. Основы рационального питания со слюной и пищеварительными соками – желудочным, поджелудочным и кишечным, объем выделения которых составляет у человека около 7 литров в сутки. Процесс образования и выделения специальными железами организма особых активных веществ (секретов) называется секрецией. Наряду с ферментами, являющимися катализаторами биохимических процессов расщепления пищевых веществ, в состав пищеварительных соков входят вода, различные соли, а также слизь, способствующая лучшему передвижению пищи. Одной из ключевых биологических закономерностей, определяющих процессы ассимиляции пищи, является правило соответствия: ферментные наборы организма находятся в соответствии с химической структурой пищи; нарушение этого соответствия служит причиной многих заболеваний. Основные отделы пищеварительного канала (пищевод, желудок и кишечник) имеют три оболочки: – внутреннюю слизистую, с расположенными в ней железами, выделяющими слизь, а в отдельных органах – и пищеварительные соки; – среднюю мышечную, сокращение которой обеспечивает прохождение пищевого комка по пищеварительному каналу; – наружную серозную, которая выполняет роль покровного слоя. Последовательные этапы переваривания и всасывания макронутриентов в желудочно-кишечном тракте представлены ниже: рот (рН 7) – переваривание крахмала под действием амилазы слюны; пищевод – перемещение пищевого комка; желудок (рН 1-3) – переваривание белков под действием пепсина; желчный пузырь – накопление солей желчных кислот; Таблица 42 – Пищеварительные ферменты человека и их специфичность Ферменты 1 Переваривающие белки (протеазы) пепсин гастриксин трипсин химотрипсин аминопептидазы Соответствие видам пищи Значение рН соответствует не соответствует 2 3 4 Кератины, эластины, коллагены – плохо перевариваются из-за особенностей третичной структуры. То же Большинство белков 1,0-1,5 глобулярной природы. 2,0-3,0 8,0 То же 8,0 карбоксипептидазы 8,0 дипептидазы 8,0 «« Пептиды (с N-концевого АК остатка). Пептиды (с С-концевого АК остатка) 108 «« «« 6.2. Питание и пищеварение Продолжение табл. 42 1 Переваривающие углеводы (амилазы) α-амилаза (птиалин) дисахародазы Переваривающие жиры (липазы) 2 8,0 7,0 6,5-7,5 8,0 3 4 Дипептиды «« Крахмал, гликоген, другие α-полисахариды. Сахароза, мальтоза, лактоза Целлюлоза и геми-целлюлозы из-за наличия Р-гликозидной связи. То же Воски Ацилглицерины поджелудочная железа – образование протеолитических ферментов, амилазы, липазы, а также НСО3-; двенадцатиперстная кишка (рН 7-8) – завершение основного переваривания в результате совместного действия ферментов, поставляемых поджелудочной железой и эпителием тонкого кишечника; конец тонкого кишечника – всасывание в кровь простых сахаров, аминокислот, электролитов и воды, всасывание жирных кислот; толстый кишечник – дальнейшее удаление воды, действие кишечной микрофлоры. В ротовой полости основными процессами переработки пищи являются измельчение, смачивание слюной и набухание. В результате этих процессов из пищи формируется пищевой комок. Продолжительность переработки пищи в полости рта 15-25 секунд. Помимо указанных физических и физико-химических процессов, в ротовой полости под действием слюны начинаются химические процессы, связанные с деполимеризацией. В слюне человека, представляющей собой пищеварительный сок с близким к нейтральному значением рН, содержатся ферменты, вызывающие расщепление углеводов. Из-за слишком короткого пребывания пищи во рту, полного расщепления крахмала до глюкозы здесь не происходит, образуется смесь, состоящая, главным образом, из олигосахаридов. Пищевой комок с корня языка через глотку и пищевод попадает в желудок, который представляет собой полый орган объемом в норме около 2 л со складчатой внутренней поверхностью, вырабатывающей слизь А и поджелудочный сок. В желудке пищеварение продолжается в течение 3,5-10 часов. Здесь происходят дальнейшее смачивание и набухание пищевого комка, проникновение в него желудочного сока, свертывание белков, створаживание молока. Наряду с физико-химическими начинаются химические процессы, в которых участвуют ферменты желудочного сока. Чистый желудочный 109 6. Основы рационального питания сок, выделение которого зависит от количества и состава пищи и соответствует 1,5-2,5 л/сут., представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, содержащую соляную кислоту в концентрации 0,4-0,5% (рН 1-3). Функции соляной кислоты связаны с процессами денатурации и разрушения белков, создания оптимума рН для пепсиногенов, подавления роста патогенных бактерий, регуляции моторики, стимуляции секреции энтерокиназы. Процессы денатурации белков в последующем облегчают действие протеаз. В желудке работают три группы ферментов: а) ферменты слюны – амилазы, которые действуют первые 30-40 с – до появления кислой среды; б) ферменты желудочного сока – протеазы (пепсин, гастриксин, желатиназа), расщепляющие белки до полипептидов и желатина; в) липазы, расщепляющие жиры. Расщеплению в желудке подвергается примерно 10% пептидных связей в белках, вследствие чего образуются продукты, растворимые в воде. Продолжительность и активность действия липаз невелики, поскольку они обычно действуют только на эмульгированные жиры в слабощелочной среде. Продуктами деполимеризации являются неполные глицериды. Из желудка пищевая масса, имеющая жидкую или полужидкую консистенцию, поступает в тонкий кишечник (общая длина 5-6 м), верхняя часть которого называется двенадцатиперстной кишкой (в ней процессы ферментативного гидролиза наиболее интенсивны). В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию трех видов пищеварительных соков, которыми являются сок поджелудочной железы (поджелудочный или панкреатический сок), сок, вырабатываемый клетками печени (желчь), и сок, вырабатываемый слизистой оболочкой самой кишки (кишечный сок). В состав поджелудочного сока входят комплекс ферментов и бикарбонаты, создающие щелочную среду (рН 7,8-8,2). По мере поступления в двенадцатиперстную кишку поджелудочного сока, в ней идут нейтрализация соляной кислоты и повышение рН. У человека рН среды в двенадцатиперстной кишке колеблется в пределах 4,8-5. Здесь работают ферменты поджелудочного сока, к которым относятся протеазы, расщепляющие белки и полипептиды (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазы, аминопептидазы), липазы, расщепляющие жиры, эмульгированные желчными кислотами, амилазы, заканчивающие полное расщепление крахмала до мальтозы, а также рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, расщепляющие РНК и ДНК. Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3 мин после приема пищи и продолжается 6-14 ч, т.е. в течение всего периода пребывания пищи в двенадцатиперстной кишке. 110 6.2. Питание и пищеварение Установлено, что ферментный состав поджелудочного сока изменяется в зависимости от характера питания, например, при жирной пище увеличивается активность липазы и наоборот. Помимо поджелудочного сока, в двенадцатиперстную кишку из желчного пузыря поступает желчь, которую вырабатывают клетки печени. Она имеет слабощелочное значение рН и поступает в двенадцатиперстную кишку через 5-10 мин после приема пищи. Суточное выделение желчи у взрослого человека составляет 500-700 мл. Желчь обеспечивает эмульгирование жиров, растворение продуктов их гидролиза, активацию панкреатических и кишечных ферментов, регуляцию моторики и секреции тонкого кишечника, регуляцию секреции поджелудочной железы, регуляцию желчеобразования, нейтрализацию кислой среды и инактивацию трипсина. Кроме того, она участвует во всасывании жирных кислот, образуя с ними растворимые в воде комплексы, которые всасываются в клетки слизистой кишечника, где происходят распад комплексов и поступление кислот в лимфу. Третьим видом пищеварительного сока в двенадцатиперстной кишке является сок, вырабатываемый ее слизистой оболочкой и называемый кишечным соком. Ключевым ферментом кишечного сока является энтерокиназа, которая активизирует все протеолитические ферменты, содержащиеся в поджелудочном соке в неактивной форме. Помимо энтерокиназы, в кишечном соке содержатся ферменты, расщепляющие дисахариды до моносахаридов. Итак, в полости двенадцатиперстной кишки под действием ферментов, секретируемых поджелудочной железой, происходит гидролитическое расщепление большинства крупных молекул – белков (и продуктов их неполного гидролиза), углеводов и жиров. Из двенадцатиперстной кишки пища переходит в конец тонкого кишечника. В тонком кишечнике завершается разрушение основных компонентов пищи. Кроме полостного пищеварения, в тонком кишечнике происходит мембранное пищеварение, в котором участвуют те же группы ферментов, расположенные на внутренней поверхности тонкой кишки. В состав панкреатических ферментов в пристеночном пищеварении входят амилазы, трипсин и химотрипсин. Особую роль этот вид пищеварения играет в процессах расщепления дисахаридов до моносахаридов и пептидов до аминокислот. В тонком кишечнике происходит заключительный этап пищеварения – всасывание питательных веществ (продуктов расщепления макронутриентов, микронутриентов и воды). На внутренней поверхности кишечника расположено множество складок с большим количеством пальцевидных выступов – ворсинок, каж111 6. Основы рационального питания дая из которых покрыта эпителиальными клетками, несущими многочисленные микроворсинки. Такое строение, увеличивающее площадь поверхности тонкого кишечника до 180 м2, обеспечивает эффективное всасывание образовавшихся низкомолекулярных соединений. Через поверхность ворсинок продукты пищеварения транспортируются в эпителиальные клетки, а из них – в капилляры кровеносной системы и в лимфатические сосуды, расположенные в стенках кишечника. Представление о строении ворсинок, расположенных на внутренней поверхности тонкого кишечника, можно составить с помощью схемы, изображенной на рисунке 9. Подсчитано, что за час в тонком кишечнике может всасываться до 2-3 л жидкости, содержащей растворенные питательные вещества. Подобно пищеварительным, транспортные процессы в тонком кишечнике распределены неравномерно. Всасывание минеральных веществ, моносахаридов и частично жирорастворимых витаминов происходит уже в верхнем отделе тонкого кишечника. В среднем отделе всасываются водо- и жирорастворимые витамины, мономеры белков и жиров, в нижнем – происходит всасывание витамина В1 и солей желчных кислот. Рис. 9. Схема строения ворсинок слизистой тонкого кишечника: 1 – ворсинка; 2 – слой клеток, через которые происходит всасывание; 3 – начало лимфатического сосуда в ворсинке; 4 – кровеносные сосуды в ворсинке; 5 – кишечные железы; 6 – лимфатический сосуд в стенке тонкой кишки; 7 – кровеносные сосуды в стенке тонкой кишки; 8 – часть мышечного слоя в кишечной стенке В толстом кишечнике, длина которого составляет 1,5-4 м, пищеварение практически отсутствует. Здесь всасываются вода (до 95%), соли, глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые кишечной микрофлорой (всасывание составляет всего 0,4-0,5 л в сутки). Толстый кишечник является местом обитания и интенсивного размножения различных микроорганизмов, потребляющих непереваренные остатки 112 6.2. Питание и пищеварение пищи, в результате чего образуются органические кислоты (молочная, пропионовая, масляная и др.), газы (диоксид углерода, метан, сероводород), а также некоторые ядовитые вещества (фенол, индол и др.), обезвреживающиеся в печени. Кишечная микрофлора является важным органом вторичного переваривания пищи и формирования каловых масс, который, в соответствии с теорией адекватного питания, во многом обеспечивает возможность широкого варьирования рациона питания и устойчивость к новым видам пищи. Ключевыми функциями кишечной микрофлоры являются: – синтез витаминов группы В, фолиевой и пантотеновой кислот, витаминов Н (холин) и К; – метаболизм желчных кислот с образованием, в отличие от патогенной микрофлоры, нетоксичных метаболитов; – утилизация в качестве питательного субстрата некоторых токсичных для организма продуктов пищеварения; – стимуляция иммунной реактивности организма. 6.2.2. 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 полисахариды – крахмал, содержащийся в растительной пище, и гликоген, содержащийся в пище животного происхождения. Этапы переваривания этих полисахаридов сходны и иллюстрируются на примере переваривания крахмала. Крахмал Амилаза Декстрины Полость рта, желудок Амилаза Двенадцатиперстная кишка Мальтаза Мальтоза Тонкий кишечник Глюкоза Рис. 10. Схема переваривания крахмала 113 В кровь В печень 6. Основы рационального питания 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. Гидролиз пищевых дисахаридов – сахарозы, лактозы и мальтозы – катализирует ферменты, находящиеся в наружном слое эпителиальных клеток, выстилающих тонкий кишечник. В эпителиальных клетках тонкого кишечника D-фруктоза, D-галактоза, а также D-манноза частично превращаются в D-глюкозу. Смесь простых гексоз поглощается выстилающими тонкий кишечник эпителиальными клетками и доставляется кровью в печень. Сахароза Лактоза Мальтоза D-глюкоза Сахараза Инвертаза D-фруктоза Лактаза β-галактозидаза Мальтаза D-глюкоза D-галактоза 2D-глюкоза Рис. 11. Схема гидролиза дисахаридов У многих взрослых азиатов и африканцев с возрастом часто пропадает лактазная активность. В этом случае молочный сахар не расщепляется в кишечнике, а частично сбраживается микроорганизмами с образованием газов, что вызывает диарею. 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 под действием ферментов карбоксипептидазы и аминопептидазы до свободных аминокислот, которые проникают в капилляры ворсинок и переносятся кровью в печень. Пепсин, трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза секретируются в желудочно-кишечном тракте в виде неактивных зимогенов. Активация 114 6.2. Питание и пищеварение пепсина в желудочном соке происходит путем автокатализа. Активация трипсина осуществляется в тонком кишечнике под действием фермента энтерокиназы, содержащегося в кишечном соке. Трипсин в активной форме активирует в тонком кишечнике другие зимогены протеаз. Пепсин Белки Желудок Карбоксии амино- пептидазы Тонкий кишечник Полипептиды Трипсин Двенадцатиперстная кишка Пептиды Аминокислоты В кровь В печень Рис. 12. Схема переваривания белков В здоровом организме зимогены, выделяемые поджелудочной железой, активируются только в тонком кишечнике, в противном случае возникает заболевание, именуемое острый панкреатит. 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 и специального белка, имеющего наименование колипаза, 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 кишечными клетками. Процесс может быть описан следующей схемой: Соли желчных кислот (производные холевой кислоты) поступают из печени в желчь, а с ней – в верхнюю часть тонкого кишечника. После всасывания кислот и 2-моноацилглицеринов из эмульгированных капелек жира в нижнем отделе тонкого кишечника происходит обратное всасывание солей желчных кислот, которые возвращаются в печень и используются повторно. Таким образом, желчные кислоты постоянно циркулируют между печенью и тонким кишечником. Причем, они играют важную роль в усвоении не только триацилглицеринов, но и всех других жирорастворимых компонентов пищи. Так, недостаток желчных кислот может привести к пищевой недостаточности витамина А. Желчные кислоты нужны также для всасывания ионов Са2+, М2+, Fe2+. 115 6. Основы рационального питания Пролипаза (зимоген) Колипаза Жиры и масла Желчные Кислоты, Na Комплекс липаза-колипаза Глицерин Натриевые мыла жирных кислот Рис. 13. Схема переваривания жиров Кроме указанных, продуктами переваривания липидов являются легко всасывающиеся глицерин, фосфорная кислота, холин и другие растворимые компоненты. Продукты деполимеризации всасываются в лимфу, а оттуда попадают в кровь. Водорастворимые витамины всасываются из тонкого кишечника в кровь, где образуют комплексы с соответствующими белками, и в таком виде транспортируются к различным тканям. Во всасывании воды и минеральных веществ значительную роль играет их активный транспорт через мембраны кишечной стенки, составляющий 8-9 л воды. Основной источник воды – пищеварительные соки пищеварительной системы и лишь 1,5 л воды поступает извне. Это важный путь сохранения водного баланса в организме. 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. 6.2.3. Метаболизм макронутриентов Основные конечные продукты гидролитического расщепления, содержащиеся в пище макронутриентов, – мономеры (сахара, аминокислоты, высшие жирные кислоты), которые, подвергаясь всасыванию на уровне пищеварительно-транспортных комплексов, являются, в большинстве случаев, основными элементами метаболизма (промежуточного обмена) и из которых в различных органах и тканях организма вновь синтезируются сложные органические соединения. Под метаболизмом (от греч. metaboli – перемена) подразумевают в этом случае превращение веществ внутри клетки с момента их поступления до образования конечных продуктов. При этих химических превращениях освобождается и поглощается энергия. 116 6.2. Питание и пищеварение Основная масса питательных веществ, поглощенных в пищеварительном тракте, поступает в печень, представляющую собой главный центр их распределения в организме человека. Возможны пять путей метаболизма в печени основных питательных веществ, схематичное отображение которых представлено на рисунке 14. Гликоген Холестерин Глюкозо-6-фосфат Гликолиз Жирные кислоты Пируват Глюкоза крови Пентофосфатный путь Пензофосфатазы Синтез Триацилглицерины фосфолипиды Ацетил-КоА Цикл трикарбоновых кислот АТФ Окислительное фосфолирование СО2 + Н2О Рис. 14. Пути превращения глюкозо-6-фосфата в печени Метаболизм углеводов связан с образованием глюкозо-6-фосфата, происходящим при фосфорилировании с помощью АТФ, поступающей в печень свободной D-глюкозы. Основной путь метаболизма через D-глюкозу-6-фосфат связан с его превращением в D-глюкозу, поступающую в кровь, где ее концентрация должна поддерживаться на уровне, необходимом для обеспечения мозга и других тканей энергией. Концентрация глюкозы в плазме крови в норме должна составлять 70-90 мг/100 мл. Глюкозо-6-фосфат, который не был использован для образования глюкозы крови, в результате действия двух специфических ферментов превращается в гликоген и запасается в печени. Избыток глюкозо-6-фосфата, не преобразованный в глюкозу крови или гликоген, через стадию образования ацетил-КоА может быть пре117 6. Основы рационального питания образован в жирные кислоты (с последующим синтезом липидов) или холестерин, а также подвергнуться распаду с накоплением энергии АТФ или образованием пентозофосфатов. Метаболизм аминокислот может происходить по путям, включающим: – транспорт через систему кровообращения в другие органы, где осуществляется биосинтез тканевых белков; – синтез белков печени и плазмы; Белки печени Нуклеотиды и др. Синтез белков Белки плазмы Аминокислоты Дезаминирование Глюкоза Гликонеогенез Ацетил-КоА Жирные кислоты Липиды NH3 – Мочевина СО2 + Н2О Цикл трикарбоновых кислот АТФ Окислительное фосфолирование Рис. 15. Пути превращения аминокислот в печени – преобразование в глюкозу и гликоген в процессе глюконеогенеза; – дезаминирование и распад с образованием ацетил-КоА, который может подвергаться окислению с накоплением энергии, запасаемой в форме АТФ, либо превращаться в запасные липиды; аммиак, образующийся при дезаминировании аминокислот, включается в состав мочевины; – превращение в нуклеотиды и другие продукты, в частности, гормоны. Метаболизм жирных кислот по основному пути предусматривает их использование в качестве субстрата энергетического обмена в печени. Свободные кислоты подвергаются активации и окислению с образованием ацетил-КоА и АТФ. Ацетил-КоА окисляется далее в цикле лимонной кислоты, где в ходе окислительного фосфорилирования вновь образуется АТФ. 118 6.2. Питание и пищеварение Липиды печени Липопротеины плазмы Жирные кислоты Свободные жирные кислоты Холестерин Соли желчных кислот Цикл жирных кислот Ацетил-КоА Цикл трикарбоновых кислот СО2 + Н2О Кетоновые тела в крови Окислительное фосфолирование АТФ Рис. 16. Обмен жирных кислот в печени Избыток ацетил-КоА, высвобождаемый при окислении кислот, может превращаться в кетоновые тела (ацетоацетат и р-0-гидроксибутират), представляющие собой транспортную форму ацетильных групп к периферическим тканям, или использоваться в биосинтезе холестерина – предшественника желчных кислот, участвующих в переваривании и всасывании жиров. Два других пути метаболизма жирных кислот связаны с биосинтезом липопротеинов плазмы крови, функционирующих в качестве переносчиков липидов в жировую ткань, или с образованием свободных жирных кислот плазмы крови, транспортируемых в сердце и скелетные мышцы в качестве основного «топлива». Таким образом, выполняя функции «распределительного центра» в организме, печень обеспечивает доставку необходимых количеств питательных веществ в другие органы, сглаживает колебания в обмене веществ, обусловленные неравномерностью поступления пищи, осуществляет превращение избытка аминогрупп в мочевину и другие продукты, которые выводятся почками. Помимо превращения и распределения макронутриентов, в печени активно протекают процессы ферментативной детоксикации инородных органических соединений (неалиментарных веществ) – лекарств, пищевых добавок, консервантов и других потенциально вредных веществ, 119 6. Основы рационального питания не имеющих пищевой ценности. Представления об этих превращениях иллюстрирует схема на рисунке 17. Рис. 17. Схематичное представление о системах биотрансформации чужеродных веществ Детоксикация состоит в том, что относительно нерастворимые соединения подвергаются биотрансформации, в результате чего становятся более растворимыми, легче расщепляются и выводятся из организма. Большинство процессов биотрансформации связано с реакциями ферментативного окисления с участием фермента цитохрома Р 450. В общем виде процесс биотрансформации включает две фазы: образование метаболитов и их последующее связывание в различных реакциях с образованием растворимых конъюгатов. 6.3. Теории и концепции питания 6.3.1. Основные теории питания История науки рассматривает три основные теории питания: античную, теорию сбалансированного питания и теорию адекватного питания, а также ряд альтернативных теорий питания. Античная теория питания связана с именами Аристотеля и Галена и является частью их представлений о живом. Согласно этой теории питание всех структур организма происходит за счет крови, которая непрерывно образуется в пищеварительной системе из пищевых веществ, в результате сложного процесса неизвестной природы. В печени происходит очистка этой крови, после чего она используется для питания всех органов и тканей. На основе этой теории были построены многочисленные лечебные диеты древних. 120 6.3. Теории и концепции питания Теория сбалансированного питания. Теория сбалансированного питания возникла более 200 лет назад и преобладала в диетологии до последнего времени. Формирование научных представлений о питании и роли пищевых веществ в процессах жизнедеятельности началось лишь в середине XIX века с появлением классической парадигмы питания, которой предшествовал ряд научных открытий, непосредственно или опосредованно связанных с питанием. К ним относятся открытие витаминов, ионов микроэлементов, научные достижения, связанные с выяснением структуры белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, роли микроэлементов в жизнедеятельности организма, структуры и организации биологических систем, научные данные, связанные со строением организма на клеточном уровне. Впервые за всю историю эволюции цель питания стали связывать со здоровьем человека. Суть теории сбалансированного питания сводилась к следующим положениям. 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. Согласно этой теории, нормальное функционирование организма обеспечивается при его снабжении не только необходимыми энергией и белком, но также при соблюдении определенных соотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обмене веществ. В основе концепции сбалансированного питания лежит определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе, отражающих сумму обменных реакций, которые характеризуют химические процессы, обеспечивающие в итоге жизнедеятельность организма. Одной из главных биологических закономерностей, на которых базируется теория, является правило соответствия ферментных наборов организма химическим структурам пищи. Формула сбалансированного питания, по А.А. Покровскому, представляет собой таблицу, включающую перечень пищевых компонентов с потребностями в них в соответствии с физиологическими особенностями организма. В сокращенном виде средняя потребность взрослого человека в пищевых веществах (формула сбалансированного питания взрослых по А.А. Покровскому) представлена в таблице 43. 121 6. Основы рационального питания Формула составлена на общую энергетическую ценность суточной нормы пищевых веществ, равную 3000 ккал. В соответствии с тенденциями к снижению энергетических потребностей современного человека, также пересматриваются нормы потребления макронутриентов (источников энергии). Исходя из формулы сбалансированного питания, полноценный рацион (от лат. слова racio – расчет, мера – порция пищи определенного состава на известный срок) должен содержать питательные вещества пяти классов: – источники энергии – белки, жиры, углеводы; – незаменимые аминокислоты; – витамины; – незаменимые жирные кислоты; – неорганические элементы. Вода, хотя и не является питательным веществом в прямом смысле слова, также необходима человеку для воспроизведения потерь в различных процессах, например, при дыхании, потоотделении и т.п. Таблица 43 – Средняя потребность взрослого человека в пищевых веществах Показатель 1 В о д а, г в т.ч.: питьевая в супах в продуктах питания Б е л к и, г в т.ч.: животные Незаменимые АК, г триптофан лейцин изолейцин валин треонин лизин метионин фенилаланин Заменимые АК, г гистидин + аргинин + цистин + тирозин + аланин серин глицин глутаминовая к-та аспарагиновая к-та пролин Кол-во 2 1750-2200 800-1000 250-500 700 80-100 50 1 4-6 3-4 4 2-3 3-5 2-4 2-4 2 6 2-3 3-4 3 3 3 16 6 5 122 Показатель 3 Минеральные в-ва, мг кальций фосфор натрий калий хлориды магний железо цинк марганец хром медь кобальт молибден селен + . фториды иодиды В и т а м и н ы, мг С (аскорбиновая к-та) В 1, (тиамин). В 2, (рибофлавин) В2 (для детей) РР (никотиновая к-та). В 3, (пантотенат) А (ретинолы) В6 (пиридоксин) Кол-во 4 800-1000 1000-1500 4000-6000 2500-5000 5000-7000 300-500 15 10-15 5-10 2-2,5 2 0,1-0,2 0,5 0,5 0,5-1,0 0,1-0,2 70-100 1,5-2,0 2,0-2,5 300-400 МЕ 15-25 5-10 1,5-2,5 2-3 6.3. Теории и концепции питания Продолжение табл. 43 1 Органические к-ты, г Б а л л а с т н ы е в-в а , г Ж и р ы, г в т.ч. ПНЖК, г растительные холестерин + фосфолипиды+ 2 3 4 2 25 В12 (кобаламин) В15 (пангамовая кислота) Р (рутин) В9 (фолиевая кислота) Е (токоферолы) К (метадион) H (биотин) Холин Липоевая кислота + Инозит, г + 0,005-0,08 2,5 25 0,1-0,5 2-6 2 0,15-0,3 500-1000 0,5 0,5-1,0 80-100 3-6 20-25 0,3-0,6 5 Примечание: + означает факторы питания, которые либо могут частично замещать незаменимые вещества, либо их незаменимость не может считаться окончательно установленной. Обычно организмом используется 300-400 мл метаболической (эндогенной) воды, освобождающейся в процессе биологического окисления; остальное количество, обеспечивающее суточную потребность (17502200 г), должно поставляться в организм с жидкими продуктами питания. Таким образом, сбалансированное питание связано с учетом всех факторов питания, их взаимосвязи в обменных процессах, а также соответствия ферментативных систем химическим превращениям в организме. Но балансовый подход к питанию привел к ошибочному заключению, что ценными являются только усваиваемые организмом компоненты пищи, остальные же относятся к балласту. Был сделан опрометчивый вывод о том, что повышение качества пищи связано с удалением балластных веществ и обогащением ее нутриентами (питательными веществами). Однако обобщение последующего опыта, связанного с созданием и потреблением такой пищи, а также изучение роли балластных веществ и кишечной микрофлоры в процессах пищеварения показали, что выводы теории сбалансированного питания требуют корректировки. В 80-е годы XX века 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. Теория адекватного питания. В основе теории лежат четыре принципиальных положения: – пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями; 123 6. Основы рационального питания – 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». Под термином «пищевые волокна» объединяют биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, включающие целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины (в нативном виде протопектины) и соединения полифенольной природы – лигнины. Целлюлозы и гемицеллюлозы являются практически нерастворимыми компонентами, тогда как пектиновые вещества и лигнины относятся к растворимым полимерам. Эти компоненты, составляющие структурную основу клеточных стенок и оболочек плодов, при технологической переработке растительного сырья в пищевые продукты в основной массе удаляются. Примерами могут являться технология переработки зерна в муку, шлифование риса, отжим сока из плодов, различные процессы экстракции. В соответствии с теорией сбалансированного питания, эти компоненты считались балластными веществами, их удаление из пищи в ходе технологических процессов признавалось необходимым, что привело в итоге к значительному сокращению их содержания в традиционном рационе питания и, как следствие, отрицательно сказалось на здоровье населения. Хотя ферментные системы человека не содержат ферментов, соответствующих структурам пищевых волокон, и последние не могут усваиваться и являться источником энергии и пластических материалов для организма, они представляют собой единый физиологически активный комплекс, обеспечивающий ряд важных функций, связанных с процессами пищеварения и обмена веществ в целом. Специфические физиологические свойства пищевых волокон включают: – стимуляцию кишечной перистальтики; – адсорбцию различных токсичных продуктов, в т.ч. продуктов неполного переваривания, радионуклидов, некоторых канцерогенных веществ; – интенсификацию обмена желчных кислот, регулирующего уровень холестерина в крови; – снижение доступности макронутриентов (жиров и углеводов) действию пищеварительных ферментов, предотвращающее резкое повышение их содержания в крови; 124 6.3. Теории и концепции питания – доступность действию кишечной микрофлоры (в качестве постоянного питательного субстрата), деятельность которой обеспечивает поступление в организм ценных вторичных нутриентов (витаминов группы В и других) и проявляется в различных иных позитивных эффектах воздействия на обмен веществ. Функции растворимых и нерастворимых пищевых волокон имеют различия: целлюлозы и гемицеллюлозы оказывают в основном действие стимуляторов перистальтики, а пектины являются сорбентами и питательным субстратом для кишечной микрофлоры. 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. Поэтому практической реализацией постулатов теории адекватного питания являются законы рационального питания. 1. Баланс энергии, который предполагает адекватность энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой в процессах жизнедеятельности. 2. Удовлетворение потребности организма в оптимальном количестве и соотношении пищевых веществ. 3. Режим питания, подразумевающий соблюдение определенного времени и числа приемов пищи, а также рационального распределения пищи при каждом ее приеме. Первый принцип рационального питания Пища для человеческого организма является, прежде всего, источником энергии. Именно при ее превращениях – окислении и распаде сложных веществ на более простые – происходит выделение энергии, необходимой организму в процессах жизнедеятельности, и именно энергия, содержащаяся в пищевых веществах, служит мерой потребности человека в пище. Энергию выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж); 1 ккал соответствует 4,18 кДж. Роль основных источников энергии принадлежит макронутриентам – белкам, жирам и углеводам. Доля энергии, которая может высвободиться из макронутриентов в ходе биологического окисления, характеризует энергетическую ценность (калорийность) продукта. Коэффициенты энергетической ценности основных пищевых компонентов с учетом их средней усвояемости, зависящей, в частности, от химического состава, способа кулинарной обработки пищи, которой она подвергалась, и т.п., представлены в таблице 44. 125 6. Основы рационального питания Таблица 44 – Коэффициенты энергетической ценности макронутриентов Компоненты Белки Жиры Углеводы Усвояемость, % Коэффициент энергетической ценности, ккал/г 84,5 94,0 95,6 4 9 4 По энергетической ценности (калорийности) пищевые продукты делятся на 4 группы: 1. Особо высокоэнергетичные: шоколад, жиры, халва .......... 400-900. 2. Высокоэнергетичные: мука, крупа, макароны, сахар . ........ 250-400. 3. Среднеэнергетичные: хлеб, мясо, колбаса, яйца, яичный ликер, водка .............................................................. 100-250. 4. Низкоэнергетичные: молоко, рыба, картофель, овощи, фрукты, пиво, белое вино ........................................................до 100. Энергетическая ценность является одним из основных свойств пищевого продукта, определяющих его пищевую ценность. Пищевая ценность продукта – совокупность свойств пищевого продукта, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в необходимых веществах и энергии. Энергия, которой обеспечивается организм при потреблении и усвоении питательных веществ, расходуется на осуществление трех главных функций, связанных с жизнедеятельностью организма. К ним относятся основной обмен, переваривание пищи, мышечная деятельность. Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое человеку для поддержания жизни в состоянии полного покоя (во время сна в комфортных условиях). Энергия, необходимая человеку для обеспечения основного обмена, зависит от возраста, пола, внешних условий и т.п. Считают, что за 1 час человек среднего возраста расходует 1 ккал на 1 кг массы тела. У детей этот расход в 1,3-1,5 раза выше. Для мужчины в возрасте 30 лет при среднем весе 65 кг (условно принят за стандарт) он составляет 1570 ккал, для женщины (30 лет, 55 кг) – 1120 ккал. Переваривание пищи, связанное с ее специфическим динамическим действием в отсутствие мышечной активности, также требует энергии. Установлено, что поступление пищи в пищеварительный тракт на определенный период увеличивает энергию, характерную для основного обмена. Наибольший расход энергии требуется для переваривания белковой пищи, наименьший – для переваривания углеводов. Считается, что при оптимальном количестве потребляемых веществ в условиях смешанного питания увеличение основного обмена за счет специфиче126 6.3. Теории и концепции питания ского динамического действия пищи составляет в среднем 10-15%, что соответствует 140-160 ккал в сутки. Мышечная деятельность, определяемая активностью образа жизни человека, требует различной энергии, которая зависит от вида физической активности и прямо связана с характером работы. Даже самые простые, легкие движения увеличивают расход энергии сверх основного обмена – об этом свидетельствуют затраты энергии (в ккал/час) при разных видах деятельности (сверх основного обмена). В среднем на мышечную деятельность требуется ежедневно 10002500 ккал. Расход энергии при различных видах нагрузки, включая основной обмен, представлен в таблице 45. Таблица 45 – Энергетические затраты человека Вид работы Работа на пишущей машинке Сидя: чтение вслух, разговор, письмо Стояние Ходьба Восхождение на гору Работа домашняя Энергозатраты, ккал/ч Вид работы 20-40 Работа: текстильщика каменщика столяра химика 20 20-30 130-200 200-960 87-174 Энергозатраты, ккал/ч 150-200 300-330 137-176 170-250 Плавание 200-700 Бег Езда на велосипеде Стирка белья домашняя 500-930 180-300 130 Объективным физиологическим критерием, определяющим количество энергии, адекватное характеру деятельности, является соотношение общих энергозатрат на все виды жизнедеятельности с величиной основного обмена, которое названо коэффициентом физической активности (КФА). В зависимости от этого показателя все трудоспособное мужское население дифференцировано на пять групп. Физическая активность, которая оценивается коэффициентом 2,4, касается, как правило, только мужчин; женское население в зависимости от энергозатрат дифференцируется только на четыре группы (табл. 46). Таблица 46 – Основные группы интенсивности труда 1 Первая Физическая активность 2 Очень легкая Вторая Легкая Группы Коэф. физ. Профессии активн. – КФА 3 4 1,4 Работники умственного труда, студенты, педагоги. 1,6 Водители транспорта, работники сферы обслуживания, медсестры, продавцы промтоваров и т.п. 127 6. Основы рационального питания Продолжение табл. 46 1 Третья 2 Средняя 3 1,9 Четвертая Высокая 2,2 Пятая Очень высокая 2,4 4 Слесари, буровики, водители автобусов и экскаваторов, врачи-хирурги, продавцы продтоваров, работники химзаводов, металлурги-доменщики. Доярки, строительные рабочие, металлурги-литейщики. Механизаторы, землекопы, каменщики У детей в возрасте до 18 лет и пожилых людей старше 60 лет средний энергетический обмен меньше по сравнению со среднестатистическими данными: у детей – из-за меньшей массы тела, у пожилых людей – из-за общего снижения интенсивности обменных процессов и физической деятельности. Суммарный расход энергии на выполнение всех функций, обеспечивающих процессы жизнедеятельности работающего человека с учетом пола и вида его профессиональной деятельности, приведен в таблице 47. Таблица 47 – Расход энергии при различных видах нагрузки (в ккал) Вид деятельности Бег со скоростью 8 км/ч Гребля Езда на автомашине сидя Езда на лошади верхом, походным маршем Езда на велосипеде (13-21 км/ч) Копание рва Катание на коньках Лыжный спорт Передвижение по пересеченной местности Мытье посуды Надевание обуви и одежды Отдых: стоя сидя лежа Подметание пола Плавание Пение Прием пищи сидя Энергозатраты затраты в минуту в час на человека на 1 кг массы (вес 70 кг) тела 570 0,1357 462 0,1100 0,0267 112 0,0619 260 0,1285 540 486 0,1157 450 0,1071 0,2086 876 0,0343 144 0,0281 118 0,0264 111 0,0229 96 0,0183 77 169 0,0402 500 0,1190 122 0,0290 99 0,0236 140 0,0333 Итак, для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека необходимо создание условий относительного равновесия между энергией, 128 6.3. Теории и концепции питания которую человек расходует, и энергией, которую он получает с пищей. Баланс энергии означает соотношение между энергией потребляемой и расходуемой. В случае положительного баланса энергии, который будет сохраняться в течение определенного периода времени, избыток энергии будет аккумулироваться в виде жира в жировой ткани, что, в конечном итоге, может привести к избыточной массе тела, а затем – к ожирению. Расчеты показывают, что при длительном ежедневном превышении калорийности пищи над энергозатратами организма на 300 ккал, т.е. десятой доли суточной энергетической потребности, накопление резервного жира увеличивается на 15-30 г в день, что в год составит около 5,4-10,8 кг. Энергетическая ценность рациона человека, как уже известно, складывается из энергетической ценности белков, жиров и углеводов при их различных комбинациях в составе разнообразных пищевых продуктов. При этом функции макронутриентов в организме различаются. Тогда как основная функция углеводов связана с обеспечением организма энергией, жиры и, особенно, белки, наряду с функцией поставщиков энергии, являются также источниками пластических материалов для постоянно протекающих процессов обновления клеточных и субклеточных структур. Кроме того, различным клеткам и тканям организма необходимы разные источники энергии. Например, в скелетных мышцах и клетках нервной системы в качестве источника энергии используется глюкоза, входящая в состав углеводов, а для сердечной мышцы в значительном количестве необходимы жирные кислоты, входящие в состав жиров. При этом, в соответствии с теорией адекватного питания, нормальный ход обмена веществ обеспечивается не одним потоком макронутриентов, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ, функции которых выполняют микронутриенты – витамины и минеральные вещества. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо определенное соотношение макро- и микронутриентов, что регулируется вторым принципом рационального питания. Таблица 48 – Среднеэнергетический обмен в сутки (в ккал) Пол Мужчины Женщины Физическая работа 2750-3000 2350-2550 Умственная работа 2550-2800 2200-2400 Второй принцип рационального питания В соответствии со вторым принципом рационального питания, должно быть обеспечено удовлетворение потребности организма в основных пищевых веществах, включающих источники энергии (белки, жиры, 129 6. Основы рационального питания углеводы), незаменимые аминокислоты, незаменимые высшие жирные кислоты, витамины, минеральные вещества. Итак, в состав полноценного рациона должны входить питательные вещества пяти классов, каждый из которых выполняет в организме свои специфические функции. Обобщенно физиологическое значение основных групп питательных веществ можно представить следующим образом. Углеводы являются наиболее распространенными питательными веществами: в результате окисления углеводов в организме человека образуется основная часть энергии. Коэффициент энергетической ценности – 4 ккал/г. Кроме того, они служат предшественниками в биосинтезе многих компонентов клеток. Сами по себе углеводы не являются незаменимыми нутриентами в составе пищи человека. Однако продукты, богатые углеводами, более доступны и дешевы по сравнению с продуктами, содержащими большое количество белков и жиров, поэтому именно они составляют основную часть продуктов питания в большинстве стран. Четыре пятых населения земного шара питаются в основном растительной пищей, в которой на долю углеводов приходится 70, а иногда и 90% суммарной калорийности. В развитых странах, где население потребляет в сравнительно больших количествах мясные и молочные продукты, на долю углеводов приходится лишь 45% калорийности дневного рациона. В соответствии с основами рационального питания, суточная потребность организма человека в углеводах составляет 400-500 г, что соответствует 53-58% калорийности дневного рациона. При этом на долю сахара должно приходиться всего 10-20%, т.е. 50-100 г. Большое количество сахарозы и других низкомолекулярных сахаров оказывает неблагоприятное воздействие на зубы. Основная доля углеводной пищи приходится на крахмал – высокомолекулярный полисахарид, состоящий из молекул 0-глюкозы. К классу углеводов относятся также пищевые волокна, суточная потребность в которых достигает 25 г (в том числе, пектиновых веществ – 5-6 г). Жиры или триацилглицерины – продукты животного и растительного происхождения. Как и углеводы, они являются одним из основных источников энергии (коэффициент энергетической ценности – 9 ккал/г), а кроме того, служат источником углеродных атомов в биосинтезе холестерина и других стероидов. Триацилглицерины растительного происхождения являются также источником незаменимых жирных кислот. Показатель качества жировых компонентов, отражающий содержание в них полиненасыщенных жирных кислот, называется биологической эффективностью. 130 6.3. Теории и концепции питания В отличие от углеводов, жиры задерживаются и перевариваются в желудке обычно медленнее, в связи с чем они лучше, чем углеводы, способствуют насыщению. По последним данным, суточная потребность организма в жирах составляет 60-80 г, что соответствует 30-35% от общей энергетической ценности рациона. Оптимальное соотношение растительных и животных жиров соответствует 7 : 3, т.е. на долю животных жиров в дневном рационе должно приходиться 30, а на долю растительных – 70%. Такое соотношение обеспечивает при утилизации жиров в процессе пищеварения поступление различных видов высших жирных кислот в следующих пропорциях: 30% – насыщенных, 60% – мононенасыщенных, 10% – полиненасыщенных, что признано оптимальным с позиций рационального питания. Отклонение в течение длительного времени содержания жиров в дневном рационе от оптимального (особенно насыщенных жиров животного происхождения) способствует развитию таких заболеваний, как атеросклероз и ишемическая болезнь сердца. Кроме того, подавляющим большинством эпидемиологических исследований доказана пропорциональная зависимость между потреблением жиров и степенью ожирения. Для профилактики ожирения необходимо соблюдение баланса жира. Тогда как углеводный и белковый балансы устанавливаются в течение 24 часов, жировой требует большего времени, поэтому именно он является критическим параметром регулирования массы тела. Существуют две возможности избежать положительного баланса жира, способствующего увеличению веса. Это умеренное потребление жира при компенсирующем увеличении доли углеводов в рационе, или его интенсивное окисление, которое обеспечивается повышением уровня и интенсивности физических нагрузок. Причем, нашло признание утверждение, что наиболее эффективны физические упражнения меньшей интенсивности, но большей продолжительности, поскольку именно они способствуют мобилизации жира жировой ткани. Физиологически ценными компонентами липидной природы являются фосфолипиды, содержащиеся в растительных жирах, которые необходимы для обновления клеток и внутриклеточных структур. Суточная потребность организма в фосфолипидах, в соответствии с формулой А.А. Покровского, составляет 5 г. Белки, поступающие с пищей, выполняют три основные функции: 1) они являются источником 8 незаменимых и 12 заменимых аминокислот, которые используются в качестве строительных блоков в ходе биосинтеза белка не только у детей (в т.ч. и новорожденных), но и у взрослых, обеспечивая постоянное возобновление белков и их кругооборот; 131 6. Основы рационального питания 2) аминокислоты служат предшественниками гормонов, порфиринов и многих других биомолекул; 3) окисление углеродного скелета аминокислот вносит, пусть и небольшой, но важный вклад в ежедневный общий расход энергии, хотя, в принципе, использование белков в качестве энергетического материала является для организма процессом маловыгодным, поскольку белки представляют собой наиболее дефицитное и ценное пищевое вещество, а кроме того, их окислению с выделением энергии сопутствует образование некоторых токсических для организма веществ. Суточная потребность в белках 85-90 г. Показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка, получил название биологической ценности. Самыми полноценными являются белки животного происхождения, поскольку они содержат незаменимые аминокислоты в количестве, приближающем их к идеальному белку, т.е. белку, аминокислотный состав которого отражает необходимое соотношение аминокислот для организма человека. Для нормального питания количество незаменимых аминокислот должно составлять 36-40%, что обеспечивается при соотношении белков растительных к животным, равном 45 : 55%. Витамины являются незаменимыми компонентами специфических коферментов или ферментов, участвующих в метаболизме и других специализированных реакциях. Они являются органическими микропитательными веществами, ежедневная потребность в которых не превышает нескольких миллиграммов и даже микрограммов. В соответствии с последними рекомендациями ВОЗ, она должна удовлетворяться, прежде всего, за счет потребления натуральных продуктов. Неорганические вещества и микроэлементы необходимы для нормального питания. Их можно разделить на две группы: а) макроэлементы, то есть те, которые требуются в граммовых количествах (кальций, фосфор, магний); б) микроэлементы, потребность в которых не превышает миллиграммов или даже микрограммов (железо, йод, цинк, медь и другие). Неорганические вещества выполняют различные функции. Они являются структурными компонентами костей и зубов, электролитами при поддержании водно-солевого баланса крови и тканей, а также простетическими группами ферментов. Содержание в пищевом рационе основных минеральных веществ должно обеспечивать физиологические потребности человека, отраженные в формуле сбалансированного питания 132 6.3. Теории и концепции питания А.А. Покровского. Оптимальное соотношение основных макроэлементов – кальция, фосфора и магния – должно составлять 1 : 1,3 : 0,5. Третий принцип рационального питания Согласно третьему принципу рационального питания, принципиальным для нормального функционирования организма является не только, какие продукты питания и в каком количестве потребляет человек, но и то, как и когда происходит это потребление. В основу третьего принципа рационального питания положены четыре основных правила: – регулярность питания, которая учитывает комплекс факторов, обеспечивающих нормальное пищеварение; – дробность питания в течение суток, которая должна составлять не менее 3-4 раз в день; – рациональный подбор продуктов при каждом приеме; – оптимальное распределение пищи в течение дня, при котором ужин не должен превышать одной трети дневного рациона. Рекомендуемый режим питания приведен в таблице 49. Таблица 49 – Суточное распределение пищевого рациона (в %) Режим питания 4-разовое питание 3-разовое питание Питание при малом обеденном перерыве и в летние месяцы в жарком климате Питание при работе в ночную смену 1-й завтрак 2-й завтрак Обед Ужин 20-30 30 15-20 – 15-20 45-50 15-20 20-25 35 20 – – 23 40-45 42 25-30 Регулярность питания связана с соблюдением времени приема пищи, при котором у человека формируется рефлекс выделения пищеварительного сока, что обеспечивает нормальное пищеварение и усвоение пищи. Рациональное распределение пищи в течение дня (дробность питания) по количеству потребляемой пищи и ее энергетической ценности обеспечивает равномерную нагрузку на пищеварительный аппарат и создает условия для своевременного обеспечения организма необходимой энергией и питательными веществами. Формирование подбора продуктов при каждом приеме должно обеспечивать оптимальные условия для усвоения пищи. Продукты, содержащие белки животного происхождения, рациональнее потреблять в первой половине дня, а молочную и растительную пищу – во второй. В любом случае, при составлении меню необходимо обеспечить разнообразие блюд с учетом сезонных продуктов (зелени, свежих овощей и фруктов). 133 6. Основы рационального питания Оптимальное распределение пищи в течение дня дифференцируется в зависимости от возраста, характера физической активности, распорядка дня. Для людей среднего возраста наиболее рациональным принято четырехразовое питание, для пожилых людей – пятиразовое с промежутками между приемами в 4-5 часов. Менее рациональным является трехразовое питание, при котором увеличиваются объем потребляемой пищи и нагрузка на пищеварительный аппарат. Официальная статистика свидетельствует о тенденции к увеличению числа приемов пищи в течение дня. Эти тенденции особенно ярко проявляются в развитых странах и обусловлены изменениями образа жизни современного человека. У французов, например, количество дневных приемов пищи возросло сегодня до 6, а у некоторых американцев – до 20. Эти тенденции повлекли за собой изменения в упаковке продуктов: наряду с крупной упаковкой появились различные виды мелкой (порционной) расфасовки продуктов, готовых к употреблению, создающие возможность «перекусить» в любое время и в любом месте. 6.3.2. Концепции питания В последние десятилетия появилось много новых оригинальных теорий питания, которые не вписываются в рамки традиционных представлений и имеют глубокие исторические корни. В каждой из этих теорий есть рациональное зерно. Однако для выбора своей методики питания важно знать сильные и слабые стороны каждой из новых, так называемых альтернативных, теорий питания. Концепция дифференцированного питания основана на наиболее современных данных о составе пищевых продуктов и биологической конституции (генотипе) человека. Польза, которую приносит организму пища, зависит от состава пищи и способности усваивать ее. Сторонники концепции дифференцированного питания рассматривают состав продуктов и индивидуальные особенности обмена в качестве основных составных частей практического питания, в то время как традиционное питание учитывает только один, из них (состав продуктов). Считают, что при разработке рациона необходимо учитывать не только состав продуктов, но и взаимодействие различных пищевых веществ с индивидуальной системой обмена того или иного человека. Однако успех дифференцированного питания зависит от методов оценки пищевого статуса во взаимосвязи с особенностями обмена веществ и факторами окружающей среды. К сожалению, эффективных методов оценки из-за большой сложности проблемы до настоящего времени не разработано. 134 6.3. Теории и концепции питания Концепция направленного (целевого) питания. Нормы питания, которыми пользуются различные специалисты, рассчитаны на среднего человека. Однако в природе такого человека не существует. Доказано, что любая формула сбалансированного питания не может быть в равной степени адекватной сразу для всех процессов жизнедеятельности организма того или иного человека. Пища может быть источником и носителем большого числа потенциально опасных для здоровья человека химических и биологических веществ. Они попадают и накапливаются в пищевых продуктах по ходу как биологической цепи (обеспечивающей обмен веществ между живыми организмами, с одной стороны; воздухом и водой, почвой – с другой), так и пищевой цепи, включающей все этапы сельскохозяйственного и промышленного производств продовольственного сырья и пищевых проуктов, а также их хранение, упаковку и маркировку. Концепция индивидуального питания. Существующие нормы питания разработаны с учетом энергетических затрат, пола и возраста, однако некоторые специалисты считают такие рекомендации слишком общими, полагая, что исходные нормы питания можно рекомендовать лишь очень небольшим группам населения. Концепция питания предков основана на положении о том, что современный человек унаследовал от своих далеких предков способность только к определенному рациону питания – продуктам, не подвергнутым термической обработке. Концепцию питания предков представляют приверженцы двух направлений – сыроедения и сухоедения. Однако эти направления, несмотря на общую концепцию, антагонистичны по отношению друг к другу. Сыроедением называется питание сырыми молочно-растительными продуктами без какого-либо воздействия на них огня и пара. По мнению сторонников сыроедения, такое питание позволяет усваивать питательные вещества в первозданном виде, так как под влиянием термической обработки и неизбежного воздействия металлов их энергетическая ценность снижается, а усвояемость затрудняется. Из продуктов, приготовленных с помощью огня, сыроеды допускают только хлеб из цельного зерна и без применения дрожжей. Сторонники этой концепции считают, что «культурное питание противоречит природе, а сыроедение является естественным для человека, так как пищеварительная система анатомически и физиологически предназначена для сырых плодов». Одним из подтверждений этому, по мнению сыроедов, служит тот факт, что все животные и птицы потребляют пищу такой, какой дает им природа. Термическая обработка пищевых продуктов представляется им не прогрессом, а заблуждением цивилизации. Питаясь сырой растительной пищей, утверждают сторонники сыроедения, мы тем 135 6. Основы рационального питания самым поглощаем солнечную энергию, превращающуюся в клетках нашего организма в различные ее виды. При сыроедении должно ограничиваться потребление белка до 15-30 г/сутки. В то же время, чем больше гидроксильных групп в пище, тем благоприятнее она влияет на организм, его нормальный рост. Недостаток гидроксильных групп вызывает нарушения деятельности нервной системы, обмена веществ и понижение работоспособности органов. Установлено, что при сыроедении чувство сытости возникает гораздо скорее, чем при потреблении вареной пищи. Это приводит к потреблению меньшего количества продуктов питания и используется в диетотерапии при лечении ожирения. Потеря массы тела происходит также вследствие уменьшения количества потребляемой жидкости при сыроедении и меньшего потребления поваренной соли, что важно при заболеваниях сердечно-сосудистой и выделительной систем. С позиции научной медицины, концепция сыроедов может быть принята лишь на короткий срок. Целесообразнее и полезнее использовать сыроедение периодически, в течение нескольких дней или недель. Это так называемое зигзагное питание по Ноордену. Сухоедение как вторая разновидность концепции питания предков может быть также допустимо на ограниченный срок при лечении некоторых заболеваний кишечника. Эта концепция не соответствует законам рационального питания. В XII-XIV веках существовало даже наказание для провинившихся людей: «Сухо да есть». Провинившихся кормили исключительно хлебом, и выдержать это испытание было непросто, так как лишение человека жидкости даже на несколько суток приводит к обезвоживанию организма. Концепция раздельного питания. Родоначальником концепции раздельного питания был американский диетолог Герберт Шелтон. Его система строго регламентирует совместимость и несовместимость пищевых продуктов. При этом во главу угла ставится пищеварение в желудке и не принимаются во внимание другие аспекты взаимодействия веществ в пище и их усвоения в желудочно-кишечном тракте. Согласно концепции Г. Шелтона, нельзя одновременно есть белковую и крахмалистую пищу: мясо, рыба, яйца, сыр, молоко, творог несовместимы с хлебом, мучными изделиями и кашами. Это объясняется тем, что белки перевариваются в кислой среде в нижнем отделе желудка, а крахмалы – в верхних его частях под действием фермента слюны и требуют щелочной среды. В кислой среде желудка активность ферментов слюны угнетается, и переваривание крахмала прекращается. Кислые продукты нельзя сочетать с белковой и крахмалистой пищей, поскольку они, по мнению сторонников Г. Шелтона, разрушают пепсин желудка. В резуль136 6.3. Теории и концепции питания тате пища загнивает, а крахмалистая не усваивается. Сахар и сладкие фрукты сторонники раздельного питания рекомендуют есть отдельно от всего остального. Однако в системе раздельного питания есть рациональное зерно – умеренность в питании и рекомендации большего потребления фруктов, овощей и молока. 6.3.3. Альтернативные теории питания Вегетарианство Среди альтернативных систем питания наиболее привлекательной и обоснованной является вегетарианство. Слово «вегетарианец» введено в обиход в 1842 году основателями «Британского вегетарианского общества». За основу было взято латинское «vegetus», что означает «крепкий, здоровый, свежий, бодрый». Словосочетание «homo vegetus» указывает на духовно и физически развитую личность. Изначально слово «вегетарианство» означало образ жизни, гармоничный с философской и нравственной точки зрения, а не только фруктово-овощную диету. Разновидности вегетарианства: — сыроедение (растительная пища без кулинарии); — строгое вегетарианство (только растительная пища); — нестрогое вегетарианство (допущение продуктов животного происхождения кроме мяса животных), среди них: лактовегетарианцы (допускают молоко и молочные продукты); лактоововегетарианцы (кроме молока и продуктов из него допускают еще и яйца). Строгое, или истинное вегетарианство предполагает питание только растительными продуктами с полным исключением всех животных продуктов – молока, мяса, птицы, яиц, рыбы. Еще более строгие вегетарианцы (веганы) потребляют только сырые растительные продукты. Иногда вегетарианцами называют себя и те, кто не употребляет мясной пищи, но допускает рыбу и изделия из нее. Большинство вегетарианцев – это люди, которые поняли, что сначала нужно избавиться от склонности к насилию в собственном сердце, и только потом помышлять о создании миролюбивого общества. Поэтому нет ничего удивительного в том, что многие тысячи людей, представителей всех слоев общества, в своих поисках истины становились вегетарианцами. Среди них такие люди, как Пифагор, Сократ, Платон, Климент Александрийский, Плутарх, царь Ашока, Леонардо да Винчи, Монтень, Акбар, Джон Мильтон, сэр Исаак Ньютон, Эммануэль Сведенсборг, Воль137 6. Основы рационального питания тер, Бенджиамин Франклин, Жан-Жак Руссо, Ламартин, Перси Биши Шелли, Ралф Уолдо Эмерсон, Генри Дэвид Торо, Лев Толстой, Джордж Бернард Шоу, Рабиндранат Тагор, Махатма Ганди, Альберт Швейцер и Альберт Эйнштейн. Вегетарианство сейчас довольно популярно в некоторых странах, большинство из них молодые люди, которые придерживаются вегетарианской диеты по различным соображениям. Одни следуют вегетарианству по религиозным или другим духовным причинам (например, защита животных от истребления), для других – это путь противопоставления образу питания богатых членов общества, для третьих – осознанная, спланированная диета, направленная на профилактику различных заболеваний (хорошая вегетарианская диета для взрослого человека способствует сохранению здоровья). Следует иметь в виду, что в подавляющем большинстве вегетарианцы придерживаются всех правил здорового образа жизни, занимаются физкультурой и спортом, являются противниками алкоголя и курения. По данным опроса, проведенного Гиссеновским университетом, можно судить об основных причинах перехода на вегетарианское питание: — сохранение здоровья – 78%; — этические причины – 69%; — экологические соображения – 35%; — эстетические основания – 28%; — религиозные – 23%; — философские – 22%; — экономические – 19%; — гигиенические – 9%. По статистике, на начало 90-х годов более 10% населения мира было вегетарианцами; Индия – более 80% населения, Великобритания – около 7% населения (молодежь от 11 до 18 лет – 8%; не чаще раза в месяц едят мясо примерно 15% населения); США – около 5% населения и т.д. Строгое вегетарианство, т.е. полное исключение из пищи животных продуктов, включая молоко, не поддерживается наукой о питании. Нестрогое вегетарианство. Лактовегетарианская диета пригодна для пожилых людей, при условии разнообразного набора продуктов. Оволактовегетарианская диета вполне годится для всех, в том числе детей. Оволактовегетарианцы, по существу, сторонники смешанной пищи, включающей растительные и животные продукты. Оволактовегетарианцам следует также помнить о нежелательном потреблении большого количества яиц и высокожирных молочных продуктов, содержащих большое количество холестерина и насыщенных жиров. Смысл перехода на вегетарианскую диету теряется, если не уменьшается 138 6.3. Теории и концепции питания потребление жира вследствие потребления большого количества сливочного или даже растительных масел в виде заправок для овощных и крупяных блюд, в составе жирных молочных продуктов или блюд из яиц. Положительными свойствами вегетарианской пищи служит, прежде всего, содержание в ней большого количества пищевых волокон, витамина С и β-каротина, низкое содержание или отсутствие холестерина и насыщенных животных жиров. Вегетарианство дает больше возможностей для снижения веса тела при ожирении. Нет возражений против вегетарианства в питании взрослых людей. Если здоровье человека улучшается на диете без животных продуктов, то он становится ее сторонником. Есть ряд заболеваний взрослых, которые требуют воздержания от животной пищи. Однако для детей строгое вегетарианство несет риск развития анемии из-за недостатка усвояемого железа или витамина В12, рахита (недостаток витамина D), задержки роста из-за дефицита факторов роста: белка, цинка, витаминов В6, В12, йода. Риск развития этих состояний частично устраняется при потреблении молочных продуктов и яиц, т.е. у оволактовегетарианцев. В целом наука о питании весьма положительно относится к потреблению людьми овощей, фруктов, хлебных продуктов, но не считает строгое вегетарианство полноценным питанием для детей и подростков. Главным в питании остается принцип разнообразия пищи, который нарушается при вегетарианстве, так как исключается из пищи одна или даже две группы продуктов. Взрослые сторонники вегетарианства в семье должны осознавать тот факт, что полезность и приемлемость вегетарианства для взрослых и пожилых людей не означает его однозначную пригодность для растущего организма детей и подростков. Поощрение потребления растительной пищи – овощей, фруктов, злаков – не равнозначно полному исключению из пищи продуктов животного происхождения. Целесообразнее выбирать животные продукты с низким содержанием жира и холестерина, готовить их без добавления жира, ограничить жарку продуктов. Такие животные продукты и блюда из них в сочетании с разнообразной растительной пищей составляют основу разнообразного здорового питания. Следует также иметь в виду, что в городских условиях трудно спланировать полноценное вегетарианское питание и переходить на него нужно, постепенно увеличивая долю растительных продуктов в дневном меню. Вегетарианство и духовно-религиозные учения Практически во всех религиозных системах отказ от мясоедения считается необходимой составляющей очищения, без которой невозможно интенсивное духовное восхождение. Иногда очищение такого 139 6. Основы рационального питания рода считается уделом избранных, иногда – всех приверженцев данной религиозной системы. Христианство. В Католичестве и Православии вегетарианство принято среди монашества, в том числе среди всего высшего духовенства; для мирян обычно установлена система постов, в течение которых запрещено есть мясную пищу (в православии постных дней в течение года насчитывается около 200); в старообрядчестве, помимо того, встречаются дополнительные ограничения на мясоедение, восходящие к установлениям Ветхого Завета; в традиционных русских неправославных христианских направлениях (у духоборов, молокан, христововеров) вегетарианство было принято почти повсеместно (надо заметить, что неправославных, включая старообрядчество, христианских верований в конце XIX века придерживалась примерно половина населения России); в разных направлениях протестантизма на этот счет существуют различные традиции, например, вегетарианства придерживаются адвентисты седьмого дня, но в целом протестантские учения к вегетарианству не склоняются. Иудаизм. В этой религии употребление мяса в пищу считается разрешенным, но не предписанным; вовсе не употребляли в пищу мяса ессеи – известное своим благочестием направление внутри иудаизма времен второго Храма; в целом употребление мясной пищи обусловлено целым рядом ограничений, в частности, при умерщвлении животного из него полностью должна быть удалена вся кровь, нельзя есть мясо животных, которые сами питаются мясной пищей, а также умерщвленных иным способом, кроме традиционного безболезненного; нельзя употреблять мясную пищу совместно с молочной; есть и другие ограничения. Мусульманство. В мусульманстве традиции отношения к мясоедению близки иудейским, но несколько мягче. В течение месяца Рамадан в дневное время принят полный пост для всех верующих, вегетарианство практикуется преимущественно среди суфиев – мусульманских мистиков. Буддизм. Хинаяна (строгий буддизм) мясоедение отвергает. Махаяна разрешает, но не поощряет; целиком вегетарианскими являются некоторые особые течения, например, дзэн-буддистское монашество. Индуизм весьма склонен к вегетарианству. Многие направления его прямо предписывают. Индуисты составляют подавляющее большинство населения Индии (700 млн жителей) – почти все они вегетарианцы. Джайнизм предполагает строгое вегетарианство для всех своих последователей. Зороастратизм. Вегетарианство является частью учения и практики для всех верующих. 140 6.3. Теории и концепции питания 6.3.4. Мифы и предрассудки в питании. «Модные» диеты В наше время популярными стали не только диета и правильное питание, но и занятия фитнессом. Если придерживаться правильного питания и регулярно заниматься спортом, то этот режим может принести организму только хорошее. Многими учеными доказано, что если на протяжении всей жизни вести здоровый образ жизни, придерживаться правильного питания и заниматься фитнессом, то можно прожить дольше и сохранить молодость! Худеть не вредно, вредно не худеть. Пособия по снижению веса становятся бестселлерами, а мода на диеты – таким же обычным явлением, как мода на прически и одежду. Слово «диета» в обиходе используется чаще, чем «питание». Под диетой понимают совокупность характера питания и его режима. Происхождение этого слова одни связывают с латинским «dies» (день), другие считают, что оно созвучно греческому слову «diaita» (образ жизни). В медицине диета означает определенный пищевой режим с ограничениями определенных видов пищи и кулинарной обработки, который назначается при определенных заболеваниях. Это слово привилось ко всякого рода псевдорекомендациям по питанию, которыми пестрят газеты и журналы, приводящие многочисленные интервью звезд кино и эстрады, в статьях знахарей и шарлатанов, спекулирующих на естественном стремлении людей быть здоровыми. Естественная забота о здоровье и извечное стремление изобрести «панацею от всех бед» приводят к появлению модных теорий и альтернативных взглядов на питание. Из года в год объявляется очередное чудодейственное пищевое вещество или набор веществ, а то и новая теория питания. Нелегко разобраться, где обман, а где рациональные рекомендации, полезные для здорового питания. Можно привести несколько характерных рекламных приемов, заставляющих задуматься о подлинности и полезности предлагаемой диеты или так называемых методов оздоровления организма, которыми пользуются шарлатаны и знахари для придания привлекательности и исключительности своим методам лечения и где, как правило, используется термин оздоровления организма: 1) обещают необычайно быстрое и не требующее усилий излечение; 2) используют свидетельства людей (неспециалистов) для подтверждения своих рекомендаций; 3) используют разные немедицинские термины: очищение, живая энергия, омоложение, магическая диета и др.; 141 6. Основы рационального питания 4) приводят письменные грамоты и свидетельства не известных никому академий, университетов и обществ; 5) утверждают, что все болезни связаны с неправильным питанием, и всем советуют переходить только на рекомендуемые ими методы питания, избавляющие от всех болезней; 6) говорят о пищевых веществах односторонне, преувеличивают их свойства, нередко приписывают несуществующие свойства пищевым веществам и продуктам питания; 7) утверждают бездоказательно, что все население питается неправильно и плохо, поскольку то, что пропагандирует наука о питании, неверно; что все современные методы обработки и приготовления пищи приводят к полной потере ее питательных свойств; что все люди отравлены пищевыми добавками и консервантами; 8) жалуются на то, что преследуются медиками, поскольку медицинская наука еще не в состоянии понять и осмыслить их теории. Лучший способ – знать самому правила и иметь навыки рационального питания, не прислушиваясь к «советчикам». Верить можно врачамдиетологам, ученым, изучающим питание и работающим в этой области знаний. По крайней мере, нужно быть осторожным и не бросаться на всякое предложение новой системы или теории питания. Все так называемые альтернативные диеты (альтернативные – значит противопоставленные научному подходу к пониманию здорового рационального питания) имеют одну общую черту. Они абсолютизируют (преувеличивают) значение некоторых продуктов, одного или нескольких пищевых веществ в ущерб другим продуктам и нутриентам. Такие подходы противоречат принципам разнообразного сбалансированного питания. Обобщенно можно выделить одиннадцать мифов о питании. Миф № 1: Не ешь жирной пищи и не будешь набирать жир Если потребляешь больше калорий, чем ты в состоянии сжечь, ты будешь набирать жир независимо от того, насколько низким будет ежедневное потребление жирной пищи. Как только запасы гликогена в печени и мышцах будут восстановлены, избыток углеводов будет накапливаться в виде жировых отложений. Та же картина и с белком – его избыток, не пошедший на восстановление мышечных волокон, также останется под кожей в виде жира. Так что, к несчастью, жир можно набирать массой способов. Тем не менее, ограничение ежедневного потребления жира весьма важно, поскольку как топливо жир выдает 9 калорий на грамм веса, что в два раза выше, чем выдают углеводы или белок. Чтобы улучшить потерю жировых отложений, нужно, чтобы за день не более 15-20% калорий 142 6.3. Теории и концепции питания шло из жира, а общее количество дневных калорий нужно несколько понизить. Миф № 2: Все виды жира вредны Наш организм физически нуждается в определенных видах жиров, например, в незаменимых жирных кислотах (НЖК), которые содержатся в растительных маслах, не вырабатываемых организмом. НЖК являются строительным материалом для гормонов и важны для поддержки нормального жирового обмена в нашем организме. Фактически, нам нужен жир для того, чтобы сжигать жир. Льняное масло, масло примулы и жирные кислоты Омега-3 (которые содержатся во многих видах рыб, обитающих в холодных водах) – все это важные виды жира, которые улучшают восприимчивость к глюкозе и поддерживают иммунную систему, задерживая глутамин. Диета, бедная подобными веществами, не дает нам возможности потреблять эти важные элементы в нужном количестве. Миф № 3: Углеводы строят мышечную ткань На самом деле только белок является частью заново создаваемой мышечной ткани. Углеводы же обеспечивают топливо для работы различных систем организма и важны при тренировках с достаточной интенсивностью для стимуляции роста мышц. Миф № 4: Для того чтобы просто поддерживать мышцы в тонусе, совсем не нужно есть много протеина Прежде всего, нет такого понятия, как «поддержка тонуса». Наши мышцы либо растут (гипертрофия), либо разрушаются (катаболизм), и запасы жира либо растут, либо уменьшаются – вот и все изменения которые происходят в организме и которыми мы можем управлять. Под «поддержкой тонуса» обычно понимают наличие какого-то минимального объема мышц, повышение мышечного тонуса (степени твердости, ощущения силы) и снижение запасов жира. Чтобы обеспечить нормальные условия для наращивания хотя бы небольшого количества мышц, за день нужно потреблять около 1 грамма белка на фунт веса тела. Если потреблять белок в недостаточном количестве, организм начинает разрушать собственные мышечные волокна, чтобы получить необходимые для нормального функционирования аминокислоты. Результатом этого процесса является повышение соотношения запасов жира и мышечной ткани. Именно то, что никому из нас не нужно. Миф № 5: Трехразовое питание в состоянии обеспечить все необходимые для нашего организма питательные вещества Получить все, что нужно нашему организму, при трехразовом питании очень сложно. И за каждый из этих трех раз нужно постараться 143 6. Основы рационального питания съесть довольно много. Это создает две проблемы: большие порции пищи плохо усваиваются, редкие и большие приемы пищи стимулируют накопление жира. Эта трехразовая схема – результат общественного устройства и рабочего расписания большинства людей. Более выгодная и гибкая схема приема пищи – 5-6 небольших порций в день. Она обеспечивает более высокий уровень энергии и лучшее усвоение питательных веществ. Миф № 6: Красное мясо богато жиром Не всякое красное мясо богато жиром. Вырезка практически так же постна, как куриные грудки без кожи, и содержит гораздо больше железа и витамина В. Миф № 7: Если переел в один день, это можно исправить, недоев в следующий Если за день в организм поступило избыточное количество калорий, их излишек обязательно отложится в виде жировых запасов. Попытки компенсировать это переедание недоеданием на другой день, как правило, ни к чему не приводят. Диета с заниженным сверх меры количеством калорий попросту снижает наш метаболизм и лишает организм энергии, создавая дополнительные трудности для проведения тренировок с полной отдачей. Если переел, не стоит расстраиваться. Просто на следующий день необходимо вернуться к нормальному графику питания. Миф № 8: Если пропустить завтрак, аппетит будет лучше Если пропустить завтрак, то обычно это заканчивается поздними ужинами, которые уж точно никому не нужны. Старинная поговорка гласит: «Завтракать нужно как король, обедать – как принц, а ужинать – как нищий». Если не считать того, что эта поговорка предусматривает трехразовое питание, идея в целом верна. Наш метаболизм достигает своего пика утром и постепенно снижается в течение дня. И наше потребление калорий должно следовать этой схеме. Завтрак – самый важный прием пищи. Он должен обеспечивать количество углеводов, достаточное для восстановления гликогеновых депо и работы мозга, и количество белка, достаточное для восстановления мышц. Это очень важно именно утром, после того, как наш организм провел без пополнения запасов около восьми часов. Миф № 9: Если хочешь сжигать жир, избегай крахмалистых углеводов Это правило оставляет нам в качестве источников углеводов только фрукты, овощи и молочные продукты. Довольно сложно получить из них должное количество калорий, и такая диета чревата снижением метаболизма и падением уровня сахара в крови. А последнее, в свою очередь, способствует началу разрушения мышечных волокон. 144 6.3. Теории и концепции питания Миф № 10: Фруктовые соки лучше, чем лимонад Фруктовые соки, которые обеспечивают необходимые организму витамины, очень богаты калориями. Стакан виноградного или яблочного сока дает примерно 200 калорий – как два больших яблока или картофелина среднего размера. Сок занимает немного места в желудке и очень быстро всасывается, в то время как фрукты и картофель усваиваются значительно дольше, занимают больше места и дают ощущение сытости. Поскольку фруктовый сок быстро всасывается, уровень сахара в крови может быстро подскочить, вызывая сильный выброс инсулина – гормона, отвечающего за накопление энергии. Такой скачок инсулина может способствовать повышению отложения жира и привести к усилению аппетита после того, как уровень сахара придет в норму. Миф № 11: «Модные» диеты не работают Некоторые работают, некоторые – нет. Те, что работают – обеспечивают, как правило, временную потерю веса. Реальная задача – изменить общее построение тела, набрать больше мышц и сжечь больше жира. «Модные» диеты, как правило, вызывают потерю и жира, и мышц. А потеряв мышечную массу, довольно трудно дальше бороться с жировыми отложениями. Снижение запасов жира требует сочетания здоровой программы питания с грамотной тренировочной программой, которая поднимает общий уровень метаболизма, и с умеренными аэробными тренировками, которые помогают нам избавляться от жира. Многие из «модных» теорий или диет пришли в нашу страну из-за рубежа, забытые там более полувека тому назад. Под разным названием они могут появляться через несколько лет снова и снова. «Модные» диеты В настоящее время существует большое количество разнообразных диет: диета на 2000 калорий, диета амазонок, американская диета, диета американских астронавтов, ананасовая диета, английская диета, арбузная диета, ароматная диета, диета Аткинса, диета балерин, банановая диета, диета Бантинга, Баррандовская диета, диета для бедер, безкрахмальная диета, белковая диета, диета Бенджамина, бикини-диета, диета Бихтер-Боннера, богатая клетчаткой диета, болгарская диета, диета болгарского целителя Петра Димкова, диета с боннским супчиком, бразильская диета, виноградная диета, витаминно-белковая диета, восточная диета, диета для «галифе», гиперпротеиновая диета, голландская диета, голливудская диета, грейпфрутовая диета, гречневая диета, диета для груди, диета по группе крови, диета Д. Хаузера, диета против депрессии, диета для живота, диета при заболеваниях, зеленая диета, дие145 6. Основы рационального питания та с зеленым горошком, диета для занятых людей, зерновая диета, диета для знаков зодиака, диета «Зов предков», диета «Зона», диета израильских диетологов, изящная диета, импульс-диета, индийская диета, диета института косметики Франции, диета института питания России, диета Ирины Понаровской, канадская диета, диета «Капуста-яблоко-апельсин», картофельная диета, кефирная диета, китайская диета, диета Клаудии Шиффер, клубничная диета, диета для красивой кожи, кремлевская диета №1 и №2, диета Лаймы Вайкуле, диета Ларисы Долиной, диета для лета, диета для любителей вина, диета для любителей картофеля фри, диета для любителей мяса, диета Мадонны, диета Майи Плисецкой, малосолевая диета, диета с макаронами, макробиотическая диета, диета манекенщиц, медицинские диеты, мексиканская диета, диета Мелани Гриффит, месячная низкокалорийная диета, молочная диета, диета Монтиньяка, морковная диета, диета Натуропатов (по Шелтону), диета на неделю, немецкая диета, низкокалорийная диета, диета Николая Баскова, овощная диета, огурцовая диета, диета для оздоровления кишечника, освежающая диета, очищающая диета, очковая диета, диета в полнолуние и новолуние, диета Поля Брэгга, постная диета, предпразничная диета, простая диета, диета «Простая каша», диета «Пять веселых плавленых сырков», радикальная диета, раздельная диета, рисовая диета, русская диета, рыбная диета, семейная диета, сердечная диета, диета «Сжигательница жира», диета для тех, кто ведет сидячий образ жизни, диета Сильвестра Сталлоне, диета Сильвио Берлускони, диета Синди Кроуфорд, смешанная диета, диета Софи Лорен, диета Софии Ротару, спартанская диета, диета «Спичка», средиземноморская диета, диета «Стройность», диета «Съедай половину», диета для талии, творожная диета, тибетская диета, диета с томатным соком, диета для укрепления иммунитета, финская диета, фитнес-диета, французская диета, фруктово-овощная диета, цинковая диета, диета по часам, чехословацкая диета, диета с чечевицей, шведская диета, швейцарская диета, шоколадная диета, шотландская диета, диета Эдиты Пьехи, эскимосская диета, эстонская диета, яблочная диета, яичная диета, яично-медовая диета, японская диета. Существует столько же мнений касательно здоровой пищи, сколько и людей, размышляющих над этой проблемой. Некоторые из этих мнений противоречивы, но все они пылко отстаиваются их сторонниками. Человечество развивалось со своей особой пищеварительной системой. К какому образцу питания человек ни пытался бы адаптировать свой организм, следует применять все знания о здоровом, сбалансированном питании. Раздельное питание. Теория раздельного питания связана с именем американца Герберта Шелтона, который проповедовал эту теорию в 20-е годы XX века. Принцип раздельного питания заключается в том, что 146 6.3. Теории и концепции питания продукты из разных групп не должны употребляться при одном приеме пищи. Как будто бы смешанная пища плохо переваривается и усваивается, сочетание различных групп продуктов вызывает неприятные ощущения, тошноту, вздутие живота, изжогу, другие симптомы. Как правило, не уточняется, может ли один продукт из этой смеси вызывать неприятные ощущения. Например, если не переносится смесь молока с каким-либо продуктом, надо в первую очередь убедиться, нет ли непереносимости молока. В этом случае сочетание молока с любым продуктом будет вызывать неприятные ощущения в животе из-за непереносимости молока. По взглядам Шелтона, такие продукты, как мясо и хлеб несовместимы. Но это положение опровергается многовековыми традициями населения многих районов мира, где люди веками употребляют мясо с различными видами хлеба или блюдами из зерна. Непереносимость смеси продуктов часто обусловлена заболеванием желудочно-кишечного тракта. Что касается неблагоприятных сочетаний, то их вредное действие преувеличивается. Пищеварительная система обладает огромными приспособительными возможностями, поскольку предназначена природой для переваривания смешанной пищи. Человек всеяден и питается смешанной пищей. Организму постоянно нужны все пищевые вещества, которые могут поступать только с пищей. Организму человека нужны одновременно все источники энергии – белки, жиры и углеводы, а также витамины и минеральные вещества. Специалисты из Института мозга против раздельного питания потому, что мозг – единственный орган, который не делает запасов, питание должно регулярно поступать в него. Если мы едим пищу, которая перерабатывается и усваивается с разной скоростью, мозг постоянно получает питание. Если же в каждый прием мы едим однотипную пищу, мозг получает питание с перебоями. В живой клетке процессы обмена всех веществ идут одновременно и ни на мгновение не останавливаются. В этом теория раздельного питания не выдерживает критики, она не имеет научного обоснования и не должна распространяться на всех людей. Справедливости ради, следует сказать, что современные авторы, пропагандирующие раздельное питание, дают массу рецептов блюд, которые никак не назовешь однообразными, строго разделяющими продукты. По крайней мере, редко встречается указание о недопустимости смешивания молока и каши. Эти рецепты содержат довольно широкую гамму различных продуктов, составляющих смешанные блюда. Особенно можно приветствовать смешанные овощные, фруктовые и зерновые блюда. Многие рекомендации по раздельному питанию активно пропагандируют и потребление растительной пищи, и элементы вегетарианства. Это не вызывает возражений со стороны науки о питании. 147 6. Основы рационального питания Голодание. Способность переносить относительно длительные периоды голодания человек унаследовал от своих далеких предков. И уже не только врачи древности, но и многие известные люди того времени знали о лечебном действии воздержания от пищи. Метод голодания как эффективное и дешевое лекарство любили прописывать знаменитые врачи древности Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) и Авицена (1037-980 гг. до н.э.). Одним из активных пропагандистов этого метода был американский писатель Эптон Синклер, написавший книгу «Лечение голоданием» (1911 г.). Применение голодания в лечебных целях связывают с именем американского врача Поля Брэга, который в 1920-е годы написал книгу «Чудо голодания». В нашей стране лечебное голодание развивал профессор медицины Ю.С. Николаев. При критике данной теории питания, следует учитывать, что лечебное голодание – метод диетического лечения, а не метод рационального питания. Период полного воздержания от пищи может быть кратковременным (1-3 дня) или длительным (40-50 дней). Последний должен проводиться только под строгим врачебным контролем. Голодание должно проводиться под наблюдением врача, как лечебный метод при некоторых заболеваниях. Курс лечебного голодания – это серьезная нагрузка для организма, своеобразная стрессовая ситуация. Метод лечебного голодания используется в лечении сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, аллергических, органов дыхания, суставов, ожирения, ряда психических расстройств. При ряде заболеваний: остром гастрите, энтероколите, остром холецистите, панкреатите, желудочном кровотечении, сердечной астме, инфаркте миокарда, избыточной массе тела, с лечебной и профилактической целью широко назначают однодневное (24-часовое) голодание. Недопустимо вообще голодание для детей и подростков. Но не следует возводить голодание в принцип питания, когда рекомендуется периодически голодать для очищения организма от неких шлаков. Целесообразно придерживаться каждодневного умеренного и сбалансированного питания, избегая переедания. Питание йогов. Интерес к учению йогов то ослабевает, то вновь возрастает. Это связано с тем, что учение йогов претендует на учение, имеющее отношение к здоровью человека. Диета йогов состоит преимущественно из овощей и фруктов, т.е. является вегетарианской. Йоги также сторонники сыроедения, допускают лишь минимальную кулинарную обработку пищи. Йоги употребляют вареные овощи, каши. Полезными для организма йоги считают орехи и семена, бобовые. Йоги употребляют также молочные продукты. Таким образом, диета йогов не представляет собой ничего необычного. Йоги – это ярые сторонники вегетарианства. Диета йогов также предполагает умеренность в еде, отказ 148 6.3. Теории и концепции питания от чистого сахара, поваренной соли, крепкого чая или кофе, шоколада, консервированных продуктов, колбас, животных жиров, жареных продуктов. В целом диета йогов включает многие положения здорового питания и здорового образа жизни. Единственно, что следует принимать с осторожностью – это переход на вегетарианство детей и подростков. Диеты по группам крови. По мнению американского ученого Д'Адамо, людям I группы крови («охотникам») полезны все виды мяса; брокколи, перец, тыква; инжир, сливы; грецкие орехи. Нежелательны молочные продукты; все виды капусты, картофель, кукуруза, салат; апельсины, арахис. Людям II группы («пахарям») полезны брокколи, лук, морковь, тыква; абрикосы, ананасы, грейпфруты, сливы; арахис. Нежелательны мясо; молоко; капуста, картофель, перец; апельсины, бананы, мандарины, фисташки. Людям III группы («скотоводам») полезны баранина, крольчатина; молоко, йогурт; капуста, морковь, свекла; ананасы, бананы, виноград, сливы. Нежелательны говядина, курица; кукуруза, редис, тыква; гранат, хурма, многие орехи. Обладателям IV группы (смешанной) полезны рыба; козье молоко и кисло-молочные продукты; брокколи, цветная капуста, огурцы, свекла; ананасы, виноград, грейпфрут, киви, крыжовник, сливы; арахис, грецкий орех. Нежелательны говядина, курица; молоко, перец, кукуруза, редиска; апельсины, бананы, гранаты, хурма. Согласно этой диете, не надо подсчитывать калории, не слишком суровые ограничения в рационе, нет однообразия. Но теория Д'Адамо весьма спорна: группы крови у людей появились гораздо раньше, чем земледелие и скотоводство; новейшие исследования показывают, что существуют не 4, а 120 групп крови. Алкат. Сегодня Алкат считается в мире диетой №1 и представляет собой тест, который популярен не меньше Интернета. Его прошли сотни тысяч людей в 35 странах. На то есть веские причины. Подумайте, кто из нас связывал раздражительность, головную боль, камни в желчном пузыре, целлюлит, хроническую усталость, аллергию и банальный храп с ожирением? А ведь новейшие исследования показывают, что одной из основных причин болезней и чрезмерной полноты является пищевая непереносимость. Дело в том, что за 75 лет жизни человек съедает около 100 тонн продуктов, многие из которых организм не воспринимает. К примеру, каждый сотый житель планеты не переносит хлеб, каждый третий – молоко и едва ли не каждый второй – яйца. В результате – недомогания и болезни, причину которых определить 149 6. Основы рационального питания очень трудно. Так вот ALKAT-тест на индивидуальную непереносимость продуктов и помогает выяснить, не страдаете ли от этого коварного врага и вы сами. Часто он выдает совершенно неожиданные вещи. К примеру, может выясниться, что жене вредят полезные лук, помидор, апельсин и нежная телятина, а мужу приносит пользу «вредное» сливочное масло и говядина; что приятельнице рюмочка «Бейлиса» «грозит» отличным настроением, а приятелю – высыпаниями на коже; что дочке виноград можно есть гроздьями, а сыну противопоказана даже горсть изюма. Процедура Алката проста. Сначала пациента осматривает врач, с помощью прибора измеряет количество жира в его теле, берет анализ крови из вены, проверяет ее реакцию на 100 продуктов, а затем вносит данные в «досье» вместе с результатами теста. Последние выдаются пациенту через два дня в виде четырех списков: красного (в него входят запрещенные продукты, которые исключаются из рациона на полгода), оранжевого (исключаются на 3 месяца), желтого (список продуктов, которые можно есть каждые 8-10 дней) и зеленого (разрешенные продукты). К тесту прилагается сбалансированная диета, разработанная с учетом индивидуальных заболеваний и гликемического индекса, то есть уровня глюкозы в крови. Если не нарушать рекомендаций, выпивать ежедневно 2 л воды, а спиртного – ни капли, за месяц можно избавиться от 3-5 кг веса, а заодно – от многих заболеваний. Диета подходит абсолютно всем (за исключением людей, страдающих заболеваниями крови), особенно показана беременным женщинам и спортсменам. «З а »: абсолютно отсутствует чувство голода, а насыщение наступает гораздо быстрее, чем раньше; лишний вес исчезает только там, где он действительно лишний, то есть в проблемных зонах (это легко определить, измеряя объем талии, бедер и т.п.); повышается либидо, а необходимость в физических нагрузках уменьшается; меню можно составлять по собственному желанию. Наконец, эту диету можно использовать и как оздоровительную. «П р о т и в »: каждый день надо готовить что-то новое и все это фиксировать (лучше всего – вести дневник). Любимые диеты звезд. Диета Салмы Хайек состоит из сложных углеводов, таких, как мюсли и бобы (они составляют 50% ее рациона, протеины 30 и 20% жиры). А Дженнифер Анистон прибегает к так называемой зональной диете, которая вот уже несколько лет пользуется в Голливуде большой популярностью (на ней сидели Мадонна, Алисия Сильверстоун, Синди Кроуфорд). На первый взгляд ее принцип прост: 40% углеводов и по 30% белков с жирами. Однако на практике соблюдать ее довольно сложно, и звездам приходится заказывать еду в специ150 6.3. Теории и концепции питания альных центрах с доставкой на дом. А вот Шер предпочитает более простую систему диетолога Бергман, позволяющую за полтора месяца сбросить 5 кг. Она предполагает отказ от орехов, семечек, масла, шоколада, авокадо, майонеза, маргарина и молочных продуктов жирностью более 1%. В день можно употреблять не более 25 г жира, мясо – лишь дважды в неделю, зато овощи и фрукты сколько угодно. Джерри Холлиуэлл долго придерживалась диеты Аткинса, при которой нужно питаться нежирными белковыми продуктами (куриными грудками без кожи, яйцами, морской рыбой), сократив употребление углеводов до 40 г в день (один банан). Врачи же считают, что такое меню может привести к необратимым биохимическим изменениям в организме. Накануне светского раута или съемок Мэг Райан питается овсяными хлопьями, Риз Уитерспун отказывается от сладкого и жирного. При этом все звезды отказываются от кофе, утверждая, что он является причиной синяков под глазами и вздутия живота. Ананасовая диета. Те, кто до сих пор верит в ее чудодейственную силу, вероятно, просто боятся признать очевидные вещи. Во-первых, ни один пищевой продукт не способен в одиночку дать все необходимые питательные вещества. А во-вторых, ферменты в продуктах не могут расщеплять жиры в организме, поскольку будут убиты кислым желудочным соком. Популярность ананасовой диеты в Америке 1950-х легко объяснима: когда на завтрак, обед и ужин поступает один только ананас, аппетит волей-неволей пропадает, а значит, калорий поглощается меньше. Эскимосская диета. Сладости, жирное мясо и молочные продукты запрещены. Можно есть много рыбы (свежей или замороженной), немного овощей, салатов и фруктов (в промежутках между приемами пищи). Получается что-то около 1200 калорий в день. В итоге быстрая потеря веса. Однако в этой диете отсутствуют некоторые витамины и минеральные вещества, а потому ее последователи быстро становятся вялыми. Диета FdH («Ешь половину»). Многие и без того ощущают дефицит витаминов и минеральных веществ, а при такой диете буквально лишаются последнего. Поэтому долгосрочная диета FdH вредна для здоровья. Лучше питаться сбалансировано и съедать не половину, а разумную дозу продуктов. Диеты «Стройность навсегда». Это даже не диеты, а всевозможные системы питания, придуманные в США. Применяя их, каждый может скинуть лишние килограммы. До обеда едят только фрукты, затем салаты и супы. И только вечером разрешаются мясо, рыба и овощи. При таком режиме человек быстро худеет. Но, к сожалению, молочные продукты здесь считаются вредными (якобы главные поставщики кальция 151 6. Основы рационального питания склеивают стенки кишечника), а вместо обычного питья предлагается не содержащая минералов дистиллированная вода. Белки и углеводы здесь также рекомендовано потреблять отдельно, что делает диету еще более непрактичной. Без мяса и рыбы. Про вегетарианцев слышали все. Вегетарианские диеты модны сегодня. Медики считают, что если не есть только мясо, но не отказываться ни от рыбы, ни от яиц, ни от молочных продуктов – никаких проблем со здоровьем не будет. Ешьте больше бобовых, семечек и орехов, овса, а все остальные необходимые витамины и микроэлементы есть и в рыбе, и в яйцах, и в молоке. Сложнее всего вегенам – строгим вегетарианцам. Из растительной пищи они не будут получать витамин В12, а с ним связаны основные процессы в организме. Нужно принимать его в виде таблеток или биологических добавок. Еще одна проблема – железо, оно по-настоящему хорошо усваивается только из мяса и субпродуктов. Отказавшись от молока, придется следить за уровнем кальция в крови и костях, чаще есть фасоль и другие растения, богатые этим минералом. Кстати, вегетарианцы часто сталкиваются с проблемой раннего поседения. Особенно, если они придерживаются этой системы питания с детства или с юности. Седина возникает из-за недостатка в организме белка тирозина, который содержится в основном в продуктах животного происхождения, и из-за нехватки меди. Подведем итоги: грамотно построенное вегетарианство – диета хлопотная, требующая предварительного осмысления и немалых знаний о составе тех или иных продуктов. Эта диета хорошо подходит пожилым, она менее калорийна, служит хорошей профилактикой рака и сердечно-сосудистых заболеваний и в целом продлевает им жизнь. Одна из разновидностей вегетарианской системы питания – ведическая кухня, кухня кришнаитов. Главная особенность ведического питания – пищу готовят в состоянии духовной сосредоточенности, с любовью, потому что готовят ее не для людей, а для Кришны, для Бога. А дальше она уже раздается всем желающим. Пища, предназначенная для Бога, – вегетарианская, потому что Бог, создавший животных, рыбу, не хочет, чтобы люди поедали их. Ведическая кухня не запрещает потребления молока. Молоко коровы, окруженной любовью и заботой, – добровольный дар и, значит, вполне благодатная пища. Молоко в сочетании с медом считается лучшей пищей для тела и духа. Диета по Монтиньяку. В последние годы можно услышать: «Худеем по Монтиньяку... едим по Монтиньяку... читаем Монтиньяка...». Фран152 6.3. Теории и концепции питания цузский диетолог Мишель Монтиньяк выпустил несколько книг по правильному питанию, которые разошлись миллионными тиражами и стали бестселлерами. В основном они предназначены для тех, кто не хочет набрать лишний вес. Монтиньяк сделал открытие: в отложении жира виноват не избыток калорий, а количество глюкозы, которая поступает в кровь и может вызывать гипергликемию. Способность продуктов ее вызывать обозначается гликемическим индексом. По мнению Монтиньяка, чтобы не поправиться или чтобы похудеть, надо отказаться от продуктов с гликемическим индексом выше 50. Причем, натуральные продукты с высоким индексом, такие, например, как бананы (индекс 60), свекла (65), морковь (85), мед (90), принесут вам меньше вреда, чем уже приготовленные продукты питания с высоким индексом – печенье (70), попкорн (85), картофельное пюре (90) или белый хлеб высшего сорта (95). Углеводы с индексом от 20 до 50 Монтиньяк употреблять разрешает, но их нельзя смешивать с жирами. К примеру, молоко и молочные продукты должны быть обезжиренными, гречневую кашу и макароны из муки грубого помола придется есть без масла, мясо и сыры – с томатом или тушеными овощами, а фасоль и чечевица пойдут в салаты и постные супы. И лишь углеводные продукты с индексом ниже 15, такие как соя, зеленые овощи, грибы, помидоры, лимоны, можно есть без ограничения в любых сочетаниях. В общем, все продукты придется пересчитать, перетасовать, понять, что с чем сочетается, а что – нет, и изобрести массу новых рецептов. Причем, надо заметить, диета Монтиньяка – это образ жизни, это система, которую придется соблюдать всю жизнь. Практика показывает, что люди, которые едят по Монтиньяку, обычно не страдают лишним весом, бодры, прекрасно выглядят и даже не отказывают себе в маленьких радостях вроде свежих круассанов к завтраку. Низкокалорийная диета Поля Брэгга. Низкокалорийная диета Поля Брэгга, а у нас в стране такая диета ассоциируется с именем Галины Шаталовой. Это когда взрослый человек ограничивается потреблением 1800 килокалорий в сутки. И в результате чувствует себя превосходно: выглядит поджарым, сохраняет прекрасное артериальное давление, уровень холестерина и сахара в крови. Но детей на такую диету сажать, конечно, не стоит – им ведь надо еще и расти! Cредиземноморская диета. Cредиземноморская диета – много морепродуктов, мало мяса, много свежих овощей и фруктов, орехов и оливкового масла, сухого виноградного вина. В результате – никаких инфарктов, никаких сердечно-сосудистых заболеваний и долгая про153 6. Основы рационального питания должительность жизни. Только есть подозрение, что не диета дает такой результат, а жизнь на свежем воздухе, в движении восемь месяцев в году, что трудно организовать в нашем климате. Американская диета «Ужин минус». Диета «Ужин минус» уже завоевала популярность, на сегодняшний день это одна из самых модных программ по похуданию в Европе. В чем же секрет успеха новой диеты? А дело все в ужине. Те, кто захочет воспользоваться новомодными течениями вообще, должен забыть на долгое время, а может быть и навсегда, это слово ужин. Диета «Ужин минус» это четыре правила, которые вы должны запомнить и следовать им повсеместно: целенаправленный выбор подходящих продуктов; — достаточное снабжение организма жидкостью; — осознанный отказ от «нездоровых» жиров; — обеспечение организма витаминами и другими жизненно важными микроэлементами в достаточном и физиологичном количестве; — на завтрак можно есть все что хочешь. И вообще этой диетой не предусмотрены какие-либо запреты. Захотелось сладенького, мучного, алкоголя – пожалуйста. Никаких запретов в «Ужин минус» нет, можно забыть о бесконечном подсчете калорий, а руководствоваться только своим желанием похудеть. «Ужин минус» позволяет достичь любого желаемого веса. Но надо быть реалистами и ставить перед собой выполнимые задачи. «Ужин минус» не обещает результата за три дня. Между прочим, все эффективные диеты, как правило, долговременны. Начинать диету надо свободно, комфортно и легко, тогда позитивные сдвиги будут заметны сразу же. Р еко м е н да ц и и д л я ам ер и ка нс ко й д ие ты . 1. Ничего, кроме жидкости – после 17 часов. 2. Жидкости должно быть много, но не только вечером, но и в течение всего дня, ведь достаточное количество жидкости способствует очищению организма от шлаков и скорейшему выводу токсинов. 3. Помните о жирах. Если вы съели лишний кусочек колбаски, то не забудьте потом «закусить» парой ломтиков ананаса или 2-3 дольками грейпфрута. 4. Не забывайте о той еде, которую необходимо употреблять в течение всего дня и всей недели. Кремлевская диета. Не самая эффективная из диет, зато самая популярная благодаря журналистам из «Комсомольской Правды», которые придумали ее. 154 6.3. Теории и концепции питания Суть кремлевской диеты состоит в том, что мяса можно есть неограниченное количество, но при этом жестко ограничить потребление углеводов. Объяснение этой необычной диеты следующее. Когда резко ограничивается поступление в организм углеводов – источника энергии, то он быстренько начинает перерабатывать накопившиеся запасы жира. Поэтому такая диета относится к разряду низкоуглеводных. По этому принципу составлены модные на Западе диеты американских кардиологов Аткинса и Агатстона, польского доктора Квасьневского. Похудание обеспечивается при ограничении рациона до 40 у.е. (условных единиц) в день, сохранение веса – при 60 у.е., увеличение – более 60 у.е. При соблюдении диеты до 40 у.е. можно за 8 дней сбросить 5,5 кг. Однако есть у кремлевской диеты и противопоказания. Тем людям, у кого есть хронические заболевания, особенно сердца, сосудов, желудка, надо обязательно согласовать ваше новое меню с лечащим врачом. Не рекомендуется садиться на кремлевскую диету людям с болезнями почек и беременным женщинам. Прежде всего следует избегать сладкие, мучные, картофельные блюда, хлеб, рис, фрукты, соки, овощи, которые содержат много углеводов. Самое главное – ничего не подслащивать. Сахар, даже один кусок, поглотит весь дневной рацион, а сыты вы им не будете. Это самая парадоксальная диета на свете. Первый соблазн: в порции мяса – ноль очков. Значит, можно съесть сколько угодно. Но лучше знать меру. Это же относится и к алкоголю. В водке очков мало, но аппетит разыгрывается. Основной принцип – потреблять как можно меньше углеводов. Организм, не получая этот сладкий источник энергии, начинает использовать накопившиеся запасы жира. Разгрузочные дни. Наиболее часто применяемая диета, не требующая больших денежных затрат, – это разгрузочные дни. Многие известные актрисы и певицы предпочитают сидеть по нескольку дней на одних яблоках или кефире. Для тех, кто не очень любит фрукты и кисло-молочные продукты, существуют другие: картофельные, молочные, мясные, овощные. Такие способы похудения являются вариантом частичного голодания. Такие контрастные диеты подбираются индивидуально, и необходимо определиться со своими вкусовыми привычками, поэтому можно выбрать углеводные, белковые, жировые и комбинированные разгрузочные дни. Углеводные делятся на фруктовые, овощные или смешанные; белковые – на мясные, рыбные, молочные, творожные или смешанные; жировые – на сливочные или сметанные. 155 6. Основы рационального питания Поскольку резко меняются привычки питаться, то организм получает «встряску», и реально можно потерять за день до килограмма веса. Но важно помнить, что злоупотреблять контрастными диетами нельзя, потому что такая еда отличается однообразием и нарушает сбалансированность питания. Контрастные диеты достаточно эффективно снижают лишний вес, и с помощью разгрузочных дней можно постоянно контролировать массу тела. Но всегда перед началом диеты надо обязательно посоветоваться с врачом. Яблочная диета. Яблочная диета идеальна для похудания. Яблоки – очень ценный фрукт, в котором присутствуют почти все необходимые организму витамины и минеральные вещества, а также фолиевая кислота, сахар, пектины. Чтобы снизить вес, «яблочный день» желательно проводить 1-2 раза в неделю. Существует несколько вариантов диеты. 1. В течение дня нужно есть только яблоки. Причем, сколько угодно. Но при этом обязательно пить много жидкости. Самое оптимальное – успокоительные настои трав. 2. За день потихоньку должно съедаться полтора килограмма свежих яблок и вообще ничего не пить. Достаточно той жидкости, которая в яблоках. Можно запечь яблоки в духовке. 3. Популярен кефирно-яблочный вид диеты. На 1 яблоко – 1/2 стакана кефира 5-6 раз в день. Есть еще китайская диета по временам года, высокобелковая диета доктора Аткинса, французская диета доктора Катрин Гурсак, сладкие диеты американцев, «1/3 диета» немецкого доктора Тальмана. Самое большое число мифов о чудодейственных диетах связано с проблемами ожирения и похудения многих людей. Масса тела прямо зависит от количества потребляемой энергии пищи и количества затрачиваемой энергии на физическую работу. Поэтому чтобы похудеть, нужно или меньше есть, или увеличить физическую нагрузку. Снижение избыточного веса составляет большие трудности и требует силы воли, чтобы заставить себя меньше есть или заниматься физкультурой. Среди многочисленных диет для похудения есть обоснованные и правильные рекомендации, как правило, сочетающие в себе соблюдение диеты и физические упражнения. Желающие применить такие диеты и препараты должны быть осмотрительны и критически относиться к подкупающим своей простотой методам оздоровления и похудения. Чудесных превращений не бывает – без силы воли и настойчивости не добиться перемен в своем теле. 156 6.3. Теории и концепции питания 6.3.5. Религия и питание В настоящее время на земном шаре проживает более 6 миллиардов человек, и все они отличаются друг от друга не только языком, цветом кожи, национальностью, но и вероисповеданием. Религия в современном обществе объективно представляет собой одну из важнейших составляющих культуры народов. Первым и центральным вопросом любой религии является вопрос веры. Религия представляет собой сложившуюся систему, существующую на основе теории (религиозного вероучения – в русском языке этому слову соответствует понятие «богословие») и практической деятельности. Существование религии невозможно без практики, основным и обязательным элементом которой является культ (от латинского – уход, почитание). Вопросы питания в большей или меньшей степени как элементы культа присутствуют во всех религиях. Это пищевые запреты и ограничения (посты), обычаи, традиции и другие предписания. Культура и традиции народов, связанные с питанием и национальной кухней, существенно зависят от религиозных верований. Еще И.М. Мечников в 1915 году писал, что многие народы сохранили кулинарные обычаи, предписанные правилами религии. Религия влияла на жизнь верующих и изменяла традиции питания отдельных народов. Это влияние можно проследить по истории питания восточных славян до Крещения Руси и после него. Православные посты привели к появлению множества блюд из растительных продуктов и рыбы. Параллельно была вытеснена конина. Верующим человеком религиозные предписания не обсуждаются, чего бы они ни касались. Пищевые предписания в своей основе имели и чисто экономическую основу – необходимость бережного расходования пищевых припасов; соблюдение постепенно вырабатываемых элементарных гигиенических правил имело жизненное значение. Так постепенно жизнь первобытной общины регламентировалась системой различных запретов. Впоследствии, по мере развития общества, эти культы приобретали религиозную окраску. В итоге постам церковью было придано, по существу, новое содержание – не только и не столько физическое, но, прежде всего нравственное очищение. Существует множество религий – от совсем малочисленных до национально-государственных (например, индуизм в Индии составляет основу религиозной жизни нации) и даже мировых, распространившихся за пределы культурно-национального очага, в котором они возникли, и имеющих огромное число приверженцев во всем мире. Мировыми религиями считаются буддизм, христианство и ислам: 1833 млн христиан; 971 млн мусульман; 732,8 млн индуистов; 314,9 млн буддистов. 157 6. Основы рационального питания Эти данные нельзя считать очень точными, т.к. в некоторых странах проводить опрос считается неэтичным). Одним из самых древних занятий человека было приготовление пищи. На протяжении длительного времени у разных народов формировались не только навыки кулинарии, но и привязанности, предпочтения. Кулинарные особенности складывались под влиянием многих факторов: географическое положение, климатические особенности, возможности экономики, определенные традиции и другое. В меню народов, проживающих на берегах морей и океанов, естественно, преобладали рыба и морепродукты; кочевники (скотоводы) питались тем, что могло дать животноводство, т.е. молоком и мясом; жители лесостепей использовали в питании продукты животноводства и лесных промыслов; жители южных стран для приготовления пищи применяли большое количество овощей и фруктов. Таким образом определялся набор исходных продуктов для приготовления пищи. Другой важнейший фактор, под влиянием которого складывались национальные кухни, – это технология приготовления пищи, способ ее обработки. Определяющим было использование огня, т.е. устройство очага. Географическое положение и климат имели первостепенное значение и в этом вопросе. Русская печь в условиях довольно суровой зимы служила источником тепла и устройством для приготовления пищи одновременно. Южане использовали открытый огонь, нередко устраивая кухню отдельно от жилья. В свою очередь, устройство очага определяло особенности тепловой обработки. В печи удобнее всего варить, тушить и выпекать, на открытом огне предпочтительнее жарить (на вертеле, решетке). Вкусовые предпочтения и режим питания складывались также в зависимости от климатических и географических особенностей: южные народы при приготовлении пищи широко использовали различные специи, острые соусы и приправы, северяне предпочитали относительно пресную еду. У большинства народов сложилась традиция питаться три раза в день. У южан завтрак, как правило, легкий, обед и ужин обильные. Степень влияния религий на особенности национального питания у разных народов различна. Чаще всего церковные предписания и запреты органично вписывались в систему уже сложившихся кулинарных традиций. Однако влияние церкви в целом на особенности национальных кухонь является неоспоримым и значительным фактом. Всем известно, что мусульмане не едят свинину, считая свинью «нечистым» животным. Народы Индии, исповедующие индуизм (их в стране подавляющее большинство), вообще не употребляют в пищу мясо животных, многие индуисты – строгие вегетарианцы. В результате у каждого народа кулинария приобретает свои специфические особенности. Так склады158 6.3. Теории и концепции питания вались национальные кухни, существенным элементом которых до настоящего времени являются религиозные предписания. В Китае удивительным образом сложилась система религиозной практики. На равных в стране существуют буддизм, даосизм, конфуцианство. Если буддизм является одной из мировых религий, то две последние преимущественно распространены в Китае. Жители Японии также исповедуют одновременно буддизм и синтоизм (национальная японская религия). Аналогичное положение существует во многих странах мира. Кроме того, внутри конфессий строгого единства нет. Христиане давно разделены на католиков, протестантов и православных, мусульмане – на суннитов и шиитов, внутри буддизма имеется несколько направлений и даже индуизм не однороден. Также можно наблюдать сочетание религиозного и национального в жизни людей, в том числе и в вопросах кулинарии. Взаимопроникновение национального и религиозного привело к своеобразию и неповторимости народов и особенностей их питания. Зороастризм относят к древним религиям. Примерно с 1500 по 1200 гг. до н.э. жил наделенный даром предвидения пророк Зороастр (3аратуштра, или Заратустра), основатель этой религии. И в настоящее время 130150 тыс. человек в Иране, Пакистане, Индии и в некоторых других странах считают себя приверженцами зороастризма. Уже тогда вопросам питания уделялось большое внимание: религией предписывалось не употреблять в пищу мясо, предварительно не удалив из него кровь. Регламентировалось праздничное меню – при встрече Нового года (Ноуруза) на праздничном столе обязательно должны находиться семь блюд (составляющих так называемую лорку) из миндаля, фисташек, грецкого ореха, хурмы, инжира, винограда и гранатов. Основателем даосизма считают мудреца Лао-цзы, хотя о нем самом почти ничего достоверно неизвестно. Учение возникло в VI-V веках до н.э. в Китае, и до настоящего времени многие китайцы исповедуют даосизм, хотя нет точных данных, сколько в современном Китае проживает последователей этой религии в настоящее время. Даосизм не относится к мировым религиям и распространен только в Китае. Современной китайской медициной используются принципы даосской диеты с лечебной и профилактической целями, а также для оздоровления организма. Важнейшее место в этом занимает пост (чжай). Отличительной особенностью поста даосизма является отсутствие единых, строго расписанных правил. Пост – это система самых различных предписаний и ограничений, касающихся не только пищи; это строгое соблюдение ритуалов, сдерживание эмоций и страстей («ограничения сердца») и воздержание от многих мыслей, желаний, слов, действий. 159 6. Основы рационального питания Чрезвычайно своеобразным является метод «девяти форм пищевого поста». В целом метод представляет собой путь совершенствования даоса (исповедующего даосизм), состоящий из 9 этапов. Общее правило питания, относящееся к его количеству, – непереедание, ненасыщение до конца, следование «золотой середине». Конфуцианство также является одной из религий Китая. Конфуций (в китайском произношении звучит как Кунцзы, или Кунфуцзы, – мудрец Кун), основатель религии, жил с 551 по 479 гг. до н.э., т.е. приблизительно 25 веков тому назад. Учение Конфуция многогранно, оно представляет собой совокупность духовных и социальных норм, которые передаются из поколения в поколение вот уже почти 2,5 тыс. лет. Кроме Китая, конфуцианство исповедуется также в Японии, Корее, Вьетнаме, Сингапуре (хотя и не имеет там столь же широкого распространения). До 1913 года учение Конфуция в Китае оставалось официальной идеологией. Конфуций во всем проповедовал принцип умеренности, «золотой середины» и сам на практике придерживался этих принципов. Будда в переводе с санскрита означает «Просветленный», «Пробужденный». В настоящее время большинство приверженцев буддизма проживает в Южной, Юго-Восточной и Восточной Азии: Шри-Ланке, Индии, Непале, Бутане, Китае, Монголии, Вьетнаме, Корее, Японии, Камбодже, Мьянме (бывшей Бирме), Таиланде и Лаосе. Будда жил с 624 по 544 гг. до н.э. Кухня Китая, с конфессиональной точки зрения, представляет собой синтез предписаний даосизма, конфуцианства и буддизма. С одной стороны, согласно известной китайской пословице «Для жизни необходимо семь предметов: дрова, рис, масло, соль, соя, уксус и чай», кухня китайцев проста, с другой – для приготовления блюд китайцы используют самые разнообразные, в том числе и экзотические, продукты. Наряду с крупами, овощами, мясом, рыбой, птицей китайские повара готовят блюда из морских беспозвоночных животных, водорослей, побегов бамбука. А вот молоко и молочные продукты в Китае традиционно не употребляются. Главным продуктом питания является рис; без него не обходится практически ни одна трапеза. Рисовая каша готовится повсеместно и самыми различными способами, по существу заменяя хлеб. Основных видов рисовой каши две: сухая рассыпчатая и очень жидкая, составляющая основу китайского завтрака. Также популярны каши из кукурузы и проса. Основным источником белка служат бобовые и продукты из них; распространены соевое масло, соевое молоко, соевый творог (его существуют сотни рецептов), соусы и паста из соевых бобов. Популярны в Китае мучные изделия – лапша, лепешки разных видов, так называемые пампушки – паровые хлебцы, пельмени, печенье. Овощи играют большую роль в китайской кухне: капуста, картофель, лук, чес160 6.3. Теории и концепции питания нок, помидоры, перец, шпинат, множество сортов редьки, зеленые стручки фасоли. Среди овощей наиболее популярна капуста. Молодые ростки бамбука едят вареными. Мясо не является самым популярным в Китае продуктом питания; большинство мясных блюд готовится из свинины, в то время как говядина и баранина пользуются меньшим спросом. Более широко китайская кулинария использует домашнюю птицу, прежде всего уток и кур, их яйца, а также рыбу и различные морепродукты – крабов, креветок, различных моллюсков – кальмаров, осьминогов, каракатиц, трепангов. Наиболее распространенный напиток в Китае – чай, который пьют повсеместно. Синтоизм – национальная религия Японии, сложившаяся на основе местных верований древности. Синто, как называют его сами японцы, мирно уживается с буддизмом, пришедшим на острова с юга. В Японии средняя продолжительность жизни одна из самых высоких, поэтому интерес к особенностям питания японцев носит не просто познавательный характер. Используемые для приготовления пищи продукты отличаются разнообразием: прежде всего это растительные и морепродукты, разнообразные овощи, зелень, рыба морская и речная, птица, икра, яйца, сладости. Как и в Китае, рис у японцев является любимым и самым распространенным продуктом. В то же время японцы больше употребляют мясных блюд из говядины и свинины. Широко используют на островах капусту, в том числе морскую, и различные овощи – огурцы, баклажаны, репу, редис. Популярны соя и другие бобовые культуры, в том числе пророщенные. Первое блюдо принято готовить на основе специальным образом приготовленных, соевых бобов. Такой суп едят с вермишелью, мясом и зеленью. Основой второго блюда японцев чаще всего служит рыба, которую готовят чрезвычайно разнообразно или употребляют сырую, нарезав ломтиками. Особенностью национальной кухни японцев является широкое использование различных острых приправ, которые готовят из редиса, редиса и зелени. Также постоянны на столе японцев соленые и квашеные овощи, маринованный чеснок, соленые огурцы. Для приготовления блюд японской кухни применяются растительное масло и рыбий жир. В Японии принято пить зеленый чай. Ведущей особенностью индуизма, по вопросам питания, является отношение к животным. Индуизм не однороден (специалисты выделяют брахманизм, бхагаватизм, вишнуизм, шиваизм и др.), но идея перерождения в индуизме – одна из центральных, она и определяет отношение человека к животным. Считается, что в одном из последующих перерождений человек может явиться на землю в обличье коровы, козы, обезьяны, буйвола или другого животного или птицы, т.е. индуист относится к животным как к священным существам, и ни при каких обстоятельст161 6. Основы рационального питания вах не может причинить им вред, за исключением ритуала. Поэтому индуисты являются строгими вегетарианцами. Аюрведа (означает «знание о жизни» или, в более полном переводе, «знание о продолжительности человеческой жизни») является системой медицинской профилактики и заботы о здоровье, возникшей в Индии более 5000 лет назад. В учении Аюрведы вопросам рационального питания придается исключительно важное значение; считается, что основная причина болезней – плохое пищеварение. Вот основной тезис учения: способность эффективно усваивать пищу позволяет даже от яда получать пользу, в то время как лечебный бальзам при нарушенном пищеварении может нанести непоправимый вред (и даже привести к смерти). Поэтому нет пищи хорошей или плохой, все зависит от способности организма усваивать пищу и извлекать из нее необходимые вещества. Эта способность усваивать и извлекать определяется интенсивностью пищеварения. Система питания Аюрведы необычна, в ней не рассматриваются привычные нам понятия, например, вообще не говорится о жирах, углеводах, белках и витаминах, Считается, что для построения правильной диеты необходима лишь информация о пище, организм сам обладает необходимыми инструментами для получения этой информации: первичная информация о пище заложена в ее вкусе. Аюрведа различает шесть вкусов: сладкий, кислый, соленый, горький, острый и вяжущий. Сочетание и представительство вкусов определяет питательную ценность пищи. Сбалансированное, согласно аюрведическому принципу, блюдо должно содержать все шесть вкусов, тогда происходит оптимальное расщепление компонентов пищи и их усвоение организмом. Кроме того, диета построена на основе гармонии с окружающей природой; она практически вегетарианская. Недостатком ее современные специалисты считают недостаточно разнообразный перечень продуктов, не способный полностью удовлетворить все потребности взрослого организма. Система йогов, также известная благодаря Индии, пропагандирует внутреннее очищение с помощью чистой пищи. Йоги рекомендуют свести к минимуму или исключить все продукты животного происхождения (мясо, рыбу, яйца, птицу и все изделия из них), за исключением молока и меда. Мясная пища вызывает гниение в кишечнике. Употребление мяса, по их мнению, способствуют преждевременному половому созреванию, но и способность к половой жизни исчезает у мясоедов раньше, чем должно быть. Однако йоги не считают вправе навязывать свои правила другим людям, в частности европейцам. Йоги рекомендуют естественную пищу, прежде всего, растительные продукты – все овощи, фрукты, сухофрукты, ягоды, зелень, бобовые, 162 6.3. Теории и концепции питания крупы, орехи, семечки, мед, отвары и настои из трав. Также рекомендуется возможно меньшая (щадящая) кулинарная обработка продуктов, в идеале – сыроедение, хотя допускается использование печеных и вареных, но не жареных и копченых продуктов. Посуда и для приготовления пищи, и для еды в идеале должна быть глиняной, фарфоровой или стеклянной. Йоги не рекомендуют есть чаще 2-3-х раз в день, последний раз – в 18 часов (6 ч вечера). Завтракать утром нужно легко, после физической зарядки, следуя общему правилу – есть тогда, когда испытываете чувство голода. Неправильно запивать пищу жидкостью, нужно хорошо жевать. Девизом йогов может быть: «Пить твердую пищу и жевать жидкую». Очень вредным считается переедание, лучше недоесть, а из-за стола нужно вставать с чувством легкого голода. Важно знать правильное сочетание пищевых продуктов. Основу питания индусов составляет растительная пища, т.к. не только убить животное, но и причинить ему вред не может человек, убежденный в переселении душ. Молоко же (преимущественно кислое) распространено довольно широко. Из растительных продуктов чаще используются рис, кукуруза, горох и другие бобовые, а также овощи, в том числе картофель. Наиболее популярным блюдом считают плов, который варится с овощами и бобовыми и небольшим количеством растительного масла. В Индии распространены различные приправы и специи, за которыми, как известно, устремлялись со всего света (красный и черный перец, мускат, гвоздика, корица, горчица, мята, петрушка, укроп, шафран и другие); все национальные блюда неизменно готовят с большим количеством перца. Источником белка для индусов служат орехи, бобовые и молоко. Фрукты (яблоки, абрикосы), ягоды и бахчевые культуры также играют заметную роль в питании индусов. Иудаизм – религия еврейского народа с соответствующим числом верующих. Основателем иудаизма является пророк Моисей, родившийся в египетском плену. Сам Моисей, как и в последующем Иисус Христос, постился 40 дней. Предписания, касающиеся питания евреев, определены, прежде всего, соответствующими главами Ветхого Завета Вся пища у евреев делится на дозволенную (кошерную) и недозволенную (трефную). Кашрут (дозволенность или пригодность) – понятие, чаще всего связанное с вопросом об употреблении той или иной пищи. К разрешенным, «чистым», млекопитающим относятся жвачные парнокопытные – как дикие, так и домашние; в то время как животное, наделенное лишь одним из этих признаков (например, свинья – парнокопытное, но не жвачное), является «нечистым», т.е. запрещенным. С другой стороны, свинья считается «нечистым» животным, т.к. в нее вселился дьявол. Запрещено есть мясо верблюда, тушканчика, зайца, свиньи, 163 6. Основы рационального питания пресмыкающихся, некоторых птиц. Нельзя употреблять в пищу мясо хищных птиц, а также болотных и водоплавающих (кроме гуся и утки). Из рыб разрешено есть тех, которые имеют хотя бы один плавник и легко отделяемую чешую. Если пищевые предписания многих религий делят продукты на «чистые» и «нечистые», то в православном христианстве нет абсолютных запретов на употребление отдельных продуктов. Пищевые предписания связаны с постами и носят временный характер, что является принципиальным отличием христианства от других религий. В христианской религии прослеживается разумный принцип умеренности с отказом от крайностей. Святой Максим Заповедник подчеркивал: «Не пища зло, а чревоугодие»: Это положение согласуется с современными медицинскими представлениями о питании и здоровом образе жизни. В православном церковном календаре около 200 дней отведено постам. Каждому верующему предписано поститься по средам и пятницам в течение всего года. Помимо этого, существует четыре многодневных поста – Великий, Петров, Успенский и Рождественский. Особенность постов в том, что они постепенно готовят человека к строгому вегетарианскому питанию. Так, в первую подготовительную неделю Великого поста не постятся в среду и пятницу, в последнюю неделю – сырную – исключается мясная пища, но разрешается есть молоко, сыр, яйца. Каждый пост предшествует большому христианскому празднику: Великий – Пасхе, Рождественский – Рождеству, Петров – дню святых Петра и Павла, Успенский приурочен к Успению Пресвятой Богородицы. Если рассмотреть посты с точки зрения питания, то окажется, что в эти периоды верующему предписано придерживаться вегетарианской диеты с различной степенью строгости вегетарианства. В любой пост можно есть овощи и фрукты в любом виде, картофель, блюда из рыбы (некоторые посты не разрешают рыбу), грибы, хлеб, блины, пироги, макароны, каши. Все блюда в постные дни готовятся на растительном масле. Из пищи исключаются мясные и молочные продукты, яйца, животные жиры (сливочное масло, сало). Православные посты по пищевым предписаниям делят на пять основных категорий, которые содержат элементы рационального питания. 1. Строжайший пост – запрещена любая пища, допустима только вода. В диетологии это соответствует кратковременному голоданию. 2. Пост с «сухоедением» – разрешена невареная растительная пища, что частично соответствует теории сыроедения. 164 6.4. Рекомендуемые нормы потребления… 3. Пост с «едением сварения» – разрешено употребление растительной пищи, подвергнутой тепловой обработке, но без растительного масла. Этот тип поста полностью соответствует строгому вегетарианству. 4. Пост с «едением сварения с елеем» – разрешается применение растительного масла для приготовления вегетарианской пищи. 5. Пост с «едением рыбы» – разрешено потребление наряду с растительной пищей и растительным маслом рыбы и рыбных продуктов. Церковным уставом оговорены также дни однократного приема пищи. В посты нельзя употреблять мясо и мясопродукты, молоко и молочные продукты, животные жиры, яйца, кондитерские изделия с включением масла и яиц. Надо сказать, что строгий пост – не для всех. Отношение к соблюдению поста детьми должно быть таким же, как к вегетарианству. Это полностью совпадает с установлениями церкви. Православная церковь «не возлагает правил пощения во всей полноте на детей и больных, немощных и престарелых». Посты, учрежденные христианской церковью как средство, содействующее возвышению духа над плотью, заслуживают внимания и должны поощряться. По мнению врачей-диетологов, посты, хотя и вызывают отклонения от сбалансированного питания, но не наносят вред здоровью и даже целесообразны с учетом современных взглядов на значение периодического нарушения баланса питания. В дни великих праздников предусматривается разнообразная и высококалорийная пища. Посты соблюдают не только православные, но и мусульмане, и иудеи. Условия мусульманского поста более суровые и строгие, чем у православных: пост предписан для мусульман на весь месяц рамазан. В течение всего этого месяца в дневное время, от утренней зари до вечернего заката, нельзя пить, есть, купаться, курить, принимать лекарства. В крупнейших протестантских религиях – лютеранстве, англиканстве, методизме – нет регламентации питания. А у адвентистов седьмого дня запрещается употребление свинины, кофе, чая и алкогольных напитков. 6.4. Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ и энергии Согласно принципам рационального питания, чтобы сохранить здоровье на многие годы, человек должен поддерживать баланс энергии, потреблять разнообразный и сбалансированный рацион, соблюдать режим питания. Разнообразный и сбалансированный рацион не создает проблем в отношении безопасности питания, связанных, главным образом, с опреде165 6. Основы рационального питания ленным дефицитом или избытком отдельных питательных веществ или их комбинаций. Дисбаланс питательных веществ занимает второе по значимости место (после микробного заражения) среди наиболее важных потенциальных источников вреда в пищевых продуктах. Сегодня продолжительное неправильное питание рассматривается как фактор повышения риска наиболее типичных для нашей цивилизации заболеваний взрослого населения. К этим болезням, возникновение и развитие которых связывают с неправильным питанием, относятся: – раковые заболевания (рак желудочно-кишечного тракта и молочной железы), алиментарными факторами риска которых являются повышенное потребление жиров и соли, а также присутствие в продуктах канцерогенных добавок (нитратов, нитрозоаминов, бензопиренов и др.); – сердечно-сосудистые заболевания, которые связывают с повышенным содержанием холестерина в крови; – нарушение функций желудочно-кишечного тракта, обусловленное отклонениями в функциях кишечной микрофлоры, низким содержанием в продуктах пищевых волокон; – остеопорозы – изменение состава костей в преклонном возрасте, связанное с потерей кальция; – ожирение, обусловленное повышенным потреблением жиров, алкоголя на фоне низкой физической активности. Анализ основных проблем здоровья, связанных с питанием, свидетельствует о том, что наиболее распространенными являются заболевания, обусловленные дисбалансом основных питательных веществ. Мероприятия по мониторингу питания различных групп населения России показывают, что в настоящее время основными нарушениями пищевого статуса по макронутриентам являются: – избыточное потребление животных жиров; – дефицит полиненасыщенных жирных кислот; – дефицит полноценных (животных) белков. Главной стратегией здравоохранения, которая рекомендуется для решения этой проблемы, является разработка национальных норм потребления пищевых веществ и энергии с учетом пищевого статуса, уровня жизни и других национальных и государственных особенностей конкретной страны. В России такие нормы были разработаны Институтом питания РАМН и утверждены Главным государственным санитарным врачом. Нормы физиологических потребностей для взрослого населения дифференцированы в зависимости от пола, возраста и коэффициента физической активности. 166 6.4. Рекомендуемые нормы потребления… Нормативы физиологических потребностей в основных пищевых веществах (макронутриентах) и энергии, утвержденные в 1991 г., представлены в таблице 50. Из данных таблицы следует, что потребность представителей различных групп в основных питательных веществах, являющихся источниками энергии и пластических материалов, неодинакова и увеличивается от первой к четвертой группе для всех возрастных категорий трудоспособного мужского и женского населения. Физиологические потребности в пищевых веществах и энергии у лиц престарелого и старческого возраста существенно снижены. С повышением уровня жизни энергетические затраты, а следовательно, и потребность в основных макропитательных веществах должны снижаться. По этой причине нормы физиологических потребностей для жителей, например, Восточной и Западной Европы и жителей Америки отличаются. Наряду с болезнями, обусловленными дисбалансом основных питательных веществ, даже в развитых странах Европы пока сохраняются болезни недостаточности, обусловленные дефицитом в продуктах питания некоторых микронутриентов. К их числу относятся: – дефицит большинства витаминов, в том числе провитамина А – βкаротина; – дефицит минеральных веществ – кальция и железа; – дефицит микроэлементов – йода, фтора, селена, цинка; – дефицит пищевых волокон. Одной из основных причин повышения риска возникновения дефицита микронутриентов является тенденция к снижению потребностей в энергии в связи со снижением уровня физической активности. Как следствие, для поддержания массы тела и предотвращения ожирения человек стремится есть меньше, изменяет сложившийся рацион питания, что влечет за собой снижение общего содержания витаминов и минеральных веществ и возникновение их недостатка. Для обеспечения здоровья содержание в рационе минеральных веществ и витаминов должно поддерживаться на уровне, соответствующем физиологическим потребностям человека (см. формулу сбалансированного питания). Поэтому с уменьшением потребности организма в энергии и с сокращением количества потребляемой для восстановления энергозатрат пищи должна увеличиваться плотность питательных веществ (отношение витаминов и минеральных веществ в продукте к его энергетической ценности). К числу приемов поддержания необходимого уровня потребления микронутриентов относятся: 167 6. Основы рационального питания – обогащение нутриентами традиционных продуктов питания (например, витаминизация); Таблица 50 – Суточные нормы физиологических потребностей для взрослого населения в энергии и питательных веществах Группа Коэффициент Возраст физической (лет) активности I 1,4 II 1,6 III 1,9 IV 2,2 V 2,4 V I 1,4 II 1,6 III IV 1,9 2,2 Беременные Кормящие 1-6 мес. Кормящие 7-12 мес. Мужчины Женщины ЭнерБелки, г Жиры, Углеводы, гия, в т.ч. г г всего ккал животные Мужчины 18-29 2450 72 40 81 358 30-39 2300 68 37 77 335 40-59 2100 65 36 70 303 18-29 2800 80 44 93 411 30-39 2650 77 42 88 387 40-59 2500 72 40 83 366 18-29 3300 94 52 110 358 30–39 3150 89 49 105 335 40-59 2950 84 46 98 303 18-29 3850 108 59 128 411 30-39 3600 102 56 120 387 40-59 3400 96 53 113 366 18-29 4200 117 64 154 484 30-39 3950 111 61 144 462 40-59 3750 104 57 137 432 18-29 < 4200 117 64 154 586 30-39 3950 111 61 144 550 40-59 3750 104 57 137 524 Женщины 34 67 289 18-29 2000 61 30-39 1900 59 33 63 274 58 32 60 257 40-59 1800 18-29 2200 66 36 73 318 30-39 2150 65 36 72 311 63 35 70 305 40-59 2100 18-29 2600 76 42 87 378 30-39 2550 74 41 80 372 2500 72 40 83 366 40-59 18-29 3050 87 48 102 462 432 30-39 2950 84 46 98 82 45 95 417 40-59 2850 Дополнительно к норме +350 30 20 12 30 300 +500 40 26 15 40 400 +450 30 20 15 30 400 Лица пожилого возраста 60-74 2300 68 37 77 335 >75 1950 61 33 65 280 60-74 1975 61 33 66 284 >75 1700 55 30 57 242 168 6.4. Рекомендуемые нормы потребления… Таблица 51 – Суточные нормы физиологических потребностей для взрослого населения в минеральных веществах Минеральные вещества Ca P Mg Fe Zn Мужчины 1 1,4 800 1200 400 10 15 2 1,6 800 1200 400 10 15 3 1,9 800 1200 400 10 15 4 2,2 800 1200 400 10 15 5 – 800 1200 400 10 15 Женщины 1 1,4 800 1200 400 10 15 2 1,6 800 1200 400 10 15 3 1,9 800 1200 400 10 15 4 2,2 800 1200 400 10 15 Дополнительно к норме Беременные +350 30 20 12 30 Кормящие 1-6 мес. +500 40 26 15 40 Кормящие 7-12 мес. + 450 30 20 15 30 Нормы для лиц престарелого и старческого возраста 60-74 1000 1200 400 10 15 Мужчины 75 и старше (лет) 1000 1200 400 10 15 60-74 1000 1200 400 10 15 Женщины 75 и старше (лет) 1000 1200 400 10 15 Группа КФА I 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 300 400 400 0,15 0,15 0,15 0,15 Таблица 52 – Суточные нормы физиологических потребностей для взрослого населения в витаминах Витамины Группы 1 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Беременные Кормящие 1-12 мес. C, D, PP, A, мкг E, мг B , мг B2, мг B6, мг Bc, мкг B12, мкг мг мкг 1 мг 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Мужчины 70 1000 10 2,5 1,2 1,5 2,0 16 200 3 80 1000 10 2,5 1,4 1,7 2,0 18 200 3 80 1000 10 2,5 1,6 2,0 2,0 22 200 3 80 1000 10 2,5 1,9 2,2 2,0 26 200 3 80 1000 10 2,5 2,1 2,4 2,0 28 200 3 Женщины 70 800 8 2,5 1,1 1,3 1,8 14 200 3 70 800 8 2,5 1,1 1,3 1,8 14 200 3 80 1000 8 2,5 1,3 1,5 1,8 17 200 3 80 1000 8 2,5 1,5 1,8 1,8 20 200 3 Дополнительно к норме женщинам 20 200 2 10 0,4 0,3 0,3 2 200 1 40 400 4 10 169 0,6 0,5 0,5 5 100 1 6. Основы рационального питания Продолжение табл. 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 18 15 16 13 200 200 200 200 3 3 3 3 Нормы для лиц престарелого возраста Мужчины 60-74 75 и старше (лет) Женщины 60-74 75 и старше (лет) 80 80 80 80 1000 1000 800 800 15 15 12 12 2,5 2,5 2,5 2,5 1,4 1,2 1,3 1,1 1,6 1,4 1,5 1,3 2,2 2,2 2,0 2,0 По последним рекомендациям ВОЗ, в обычных условиях наиболее эффективна стратегия первичной профилактики, связанной с увеличением потребления пищевых источников микронутриентов – овощей и фруктов – на фоне повышения физической активности. 6.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы пищевых продуктов 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. При этом он так или иначе отражает индивидуальные особенности, экономические возможности и пищевые привычки человека. По сути, сегодня не существует строгих, нормативно закрепленных правил составления пищевого рациона. Пожалуй, единственным правилом является разнообразие рациона, обеспечивающее все физиологические потребности человека. 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 (NаС12). Последние рекомендации ВОЗ в области продовольственной политики включают следующие положения: а) производство злаковых культур и картофеля должно обеспечить более 50% поступления энергии; б) производство овощей (включая картофель) и фруктов должно обеспечить их потребление на уровне не менее 400 г в день на человека. В общем случае в ежедневный рацион должны входить следующие четыре группы продуктов питания: 1) мясо, рыба, яйца – источники белков и минеральных веществ; 2) картофель, хлеб, крупы и другие продукты из зерновых – источники белков, углеводов; 170 6.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы … 3) молоко и молочные продукты (в т.ч. йогурты, сыры) – источники белков, углеводов, кальция, витаминов группы В; 4) фрукты и овощи – источники витаминов и минеральных веществ. Примерный набор традиционных пищевых продуктов, обеспечивающий физиологические потребности организма в энергии и основных пищевых веществах, приведен в таблице 53. С изменением потребности в энергии составление рациона должно предусматривать необходимость соответствия уровня микронутриентов физиологическим нормам. Установлено, что при длительном потреблении пищевого рациона, имеющего энергетическую ценность менее 1500 ккал, оптимальное снабжение организма питательными веществами нарушается. С учетом тенденций к дальнейшему снижению потребностей человека в энергии, пищевой рацион должен обеспечивать необходимый уровень эссенциальных микронутриентов. В этом аспекте предполагаемая формула пищи XXI века должна обеспечивать оптимальное питание. Суть ее заключается в постоянном использовании в составе рациона традиционных натуральных пищевых продуктов, продуктов из генетически модифицированных источников с улучшенными потребительскими свойствами и повышенной пищевой ценностью, продуктов с заданными свойствами (функциональных пищевых продуктов), биологически активных добавок к пище – концентратов микронутриентов и ряда минорных непищевых компонентов пищи (нутрицевтиков и парафармацевтиков). Таблица 53 – Рекомендуемый набор продуктов для полного удовлетворения потребности организма в энергии и основных веществах Количество Основные продукты 1 Все хлебопродукты (в переводе на муку) Картофель Овощи и бахчевые Фрукты свежие Сухофрукты Сахар Масло растительное Мясо и мясопродукты (в товарном виде) Рыба и рыбопродукты (в товарном виде) Сало Молоко Масло животное 171 г/день кг/год 2 3 330 265 400 260 10 100 20 205 50 5 450 15 120,4 96,7 146,0 94,9 3,6 36,5 7,3 74,8 18,2 1,8 164,2 5,5 6. Основы рационального питания Продолжение табл. 53 1 Творог Сметана Сыр Молоко и молочные продукты (в переводе на молоко) Яйца 2 3 20 18 18 1090 40 7,3 6,6 6,6 390,0 14,6 Натуральные продукты + модифицированного и заданного состава Традиционные продукты (натуральные) Биологически активные добавки (нутрицевтики, парафармацевтики) Рис. 17. Схема формулы пищи ХХI века Практическим решением этой формулы является концепция здорового питания. 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты Концепция здорового (позитивного, функционального) питания была сформулирована в начале 80-х годов прошлого века в Японии, где приобрели большую популярность так называемые функциональные продукты (сокращенное название термина «физиологически функциональные пищевые продукты»). Это 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. Положительное влияние функциональных продуктов питания на здоровье включает: – уменьшение уровня холестерина в крови; – сохранение здоровых зубов и костей; – обеспечение энергией; – уменьшение заболеваний некоторыми формами рака. Эти продукты предназначены для широкого круга потребителей и имеют вид обычной пищи. Они могут и должны потребляться регулярно в составе нормального рациона питания. Потребительские свойства функциональных продуктов включают три составляющие: пищевую ценность, вкусовые качества, физиологическое 172 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… воздействие. Традиционные продукты, в отличие от функциональных, характеризуются только первыми двумя составляющими. По сравнению с обычными повседневными продуктами, функциональные должны быть полезными для здоровья, безопасными с позиций сбалансированного питания и питательной ценности продуктов. Важно отметить, что эти требования относятся к продукту в целом, а не только к отдельным его ингредиентам. Продукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и старение организма в сложившейся экологической обстановке. Место позитивного питания исследователи определяют как среднее между обычным, когда человек ест то, что он хочет или может с целью насытить организм, и лечебным питанием, предназначенным для больных людей. Функциональные ингредиенты. Все продукты позитивного питания содержат ингредиенты, придающие им функциональные свойства. По теории Д. Поттера, на сегодняшнем этапе развития рынка эффективно используются следующие основные виды функциональных ингредиентов: – пищевые волокна (растворимые и нерастворимые); – витамины (А, группа В, C и т.д.); – минеральные вещества (кальций, железо); – полиненасыщенные жиры (растительные масла, рыбий жир, ω-3и ω-6-жирные кислоты); – антиоксиданты: β-каротин, витамин С (аскорбиновая кислота) и витамин Е (α-токоферол); – пробиотики (препараты живых микроорганизмов); – пребиотики (олигосахариды как субстрат для полезных бактерий). Представление о физиологическом воздействии основных видов функциональных ингредиентов дается ниже. Функциональные свойства пищевых волокон связаны в основном с работой желудочно-кишечного тракта. Пища, богатая волокнами, оказывает положительное воздействие на процессы пищеварения и, следовательно, уменьшает риск возникновения заболеваний, обусловленных этими процессами, например, рак кишечника. Развитие рака – комплексный процесс с многочисленными факторами. Пищевые волокна увеличивают объем каловых масс посредством разбавления их содержимого. Растворимые и нерастворимые волокна увеличивают ощущение сытости, т.к. пища, обогащенная волокнами, требует более длительного времени для пережевывания и переваривания, тем самым вызывая большее выделение слюны и желудочного сока. Удовлетворение чувства голода предотвращает избыточное потребление пищи, связанное с ожирением. 173 6. Основы рационального питания Установлено, что растворимые волокна, особенно пектин, оказывают положительное действие на обмен холестерина в организме. Одним из возможных объяснений эффекта снижения уровня холестерина является то, что растворимые волокна способствуют экстрагированию желчных кислот и увеличивают их выделение из организма. Волокна имеют большое практическое значение при профилактике такого заболевания, как сахарный диабет. Употребление жирной и сладкой пищи, что типично для нашего общества, ведет к повышению массы тела, предваряя развитие диабета. Употребление в пищу продуктов, содержащих волокна, положительно влияет на состояние зубов и полости рта. Более длительный процесс пережевывания такой пищи способствует удалению бактериального налета, имеющегося на зубах. Таблица 54 – Эффекты физиологического воздействия функциональных ингридиентов Факторы риска Заболевания Курение; повышенное давление; повышенное содержание холестерина, низкий уровень антиоксидантов (витаминов Е и С) в пище Сердечнососудистые Потребление сверхжирной пищи, вяленого, соленого, копченого мяса, содержащих нитрозамины, полициклические углеводороды, недостаточное количество фруктов и овощей (витаминов, пищевых волокон) Наследственность, избыточный вес, вирусная инфекция, потребление избыточного количества сахара, молочных белков Повышенное давление, избыточное количество поваренной соли, насыщенных жирных кислот в пище Солнечная радиация, плохая экология, диабет, галактоземические расстройства, употребление некоторых лекарств Недостаток физической активности, пониженное содержание эстрогена, кальция в организме Свободные радикалы, алюминий, пестициды, употребление некоторых лекарств Избыточное потребление высококалорийной пищи, нарушение оптимального соотношения нутриентов 174 Рак Сахарный диабет Инсульт Катаракта Остеопороз Болезни мозга и НС Ожирение Пищевые ингредиенты Линолевая кислота, ω -3-жирные кислоты, витамины-антиоксиданты, флавоноиды, фолаты, пищевые волокна, минеральные вещества Витамин С, β-каротин, пищевые волокна, фитоэлементы, витамин D, кальций Пищевые волокна, витамин D, хром Витамин Е, ω-3-жирные кислоты, витамин А, флавоноиды Витамин С, каротиноиды, витамины группы В Кальций, витамин К, витамины С, В6, D, фосфор, бор, магний Витаминыантиоксиданты Пищевые волокна, витамины, минеральные вещества 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… Высоковолокнистая пища содержит меньшее количество сахаров, чем продукты, богатые углеводами и жирами, что также способствует уменьшению риска образования кариеса. Витамины и антиоксиданты, к которым относятся витамины А, С, Е, витамины группы В и провитамин А – (β-каротин), являясь функциональными ингредиентами, играют важную роль в позитивном питании. Они участвуют в метаболизме, укрепляют иммунную систему организма, помогают предупредить такие заболевания, как цинга и берибери. К антиоксидантам относятся β-каротин и витамины С и Е. Антиоксиданты замедляют процессы окисления ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, путем взаимодействия с кислородом, а также разрушают уже образовавшиеся пероксиды. Специфические области физиологического воздействия пищевых волокон показаны на рисунке 18. Воздействие волокон Уменьшающее: риск образования кариеса время прохождения через кишечник риск рака толстой кишки уровень холестерина всасывание сахаров энергетическую ценность Способствующее: здоровому состоянию зубов утолению голода увеличению массы стула улучшению состояния кишечной флоры экстрагированию желчных кислот Рис. 18. Воздействие пищевых волокон Действие пищевых антиоксидантов основано на их способности образовывать малоактивные радикалы, прерывая реакцию автоокисления. Таким образом, антиоксиданты защищают организм человека от свободных радикалов, проявляя антиканцерогенное действие, а также блокируют активные перекисные радикалы, замедляя процесс старения. Минеральные вещества как функциональные ингредиенты обладают следующими свойствами: – натрий стабилизирует осмотическое давление межклеточной жидкости, улучшает работу мышц; – калий играет важную роль в метаболизме клетки, способствует нервно-мышечной деятельности, регулирует внутриклеточное осмотическое давление, улучшает работу мышц; – магний активизирует деятельность ферментов и нервно-мышечную деятельность, снижает риск атеросклероза; 175 6. Основы рационального питания – кальций способствует работе клеточных мембран, ферментативной активности, участвует в строении костной ткани; – фосфор участвует в строении костных тканей, способствует функционированию нервных клеток, работе ферментов и метаболизму клетки; Антицинготное действие Метаболические функции Иммунная стимуляция Антиоксидантное действие С – аскорбиновая кислота Вит. B1 B2 B6 B12 Вит. Е – токоферол Функции коэнзима Метаболические функции (энергетика) Предупреждение куриной слепоты Укрепление нервной системы и улучшение состояния кожных покровов Антиоксидант липидов и вит. А Улучшение зрения Антиоксидантное действие Иммунная стимуляция Противоопухолевое действие Провитамин А – β-каротин Рис. 19. Области физиологического воздействия витаминов и антиоксидантов – цинк способствует росту организма, участвует в работе металлоферментов; – селен активизирует иммунную систему, является детоксикантом, участвует в контроле свободных радикалов; – йод регулирует количество гормонов щитовидной железы (противозобное средство); – железо участвует в кроветворении, переносит кислород. Полиненасыщенные жирные кислоты особенно усиленно изучались учеными в течение последних 20 лет. Установлено, что наиболее эффективными функциональными ингредиентами этой группы являются ненасыщенные жирные кислоты с расположением первой двойной связи, считая от СН-группы, между третьим и четвертым углеродными атомами – ω-3-жирные кислоты. К таким кислотам относятся линоленовая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая. 176 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… Ненасыщенные жирные кислоты получаются при расщеплении липопротеинов низкой плотности, холестерина, предотвращают агрегацию кровяных тел и образование тромбов, снимают воспалительные процессы и т.д. Функциональные свойства полиненасыщенных жирных кислот показаны на рисунке 20. Воспалительные процессы Атеросклероз Ожирение Диабет Рак Тромбозы Омега-3жирные кислоты Гипертония Псориаз Доброкачественные опухоли Аритмия Ревматоидный артрит Рис. 20. Физиологическое действие полиненасыщенных жирных кислот 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 его микроэкологического статуса (кишечную микрофлору). Пробиотическими эффектами обладают, в частности, различные виды бифидо- и лактобактерий. Пробиотики принадлежат к функциональным ингредиентам комплексного воздействия. Система «организм человека – кишечная микрофлора» способна к саморегуляции. Однако в настоящее время известно большое число факторов, превышающих компенсаторные возможности микроэкологической системы. К их числу относятся фармакологические препараты, промышленные яды, пестициды, радиация, стрессовые состояния и т.п. Дисбаланс микробной экологии человека приводит к тяжелым заболеваниям как желудочно-кишечного тракта, так и организма в целом. Пробиотики помогают восстановить и поддерживать нормальную микрофлору организма, обладают многофакторным регулирующим и стимулирующим воздействием, они являются для организма источником 177 6. Основы рационального питания незаменимых аминокислот, в том числе триптофана, снижают уровень холестерина в крови. Основные физико-химические эффекты пробиотиков включают: – профилактику и лечение инфекционных заболеваний кишечника; – профилактику ревматоидных артритов; – профилактику аллергических заболеваний; – предупреждение стрессовых состояний; – проявление гипохолестеринемической эффективности. Максимальный положительный эффект на организм человека оказывают продукты, содержащие живые бифидобактерии в количестве не менее 107 КОЕ/мл. К важнейшим свойствам пробиотиков относятся их антиканцерогенная и антимутагенная активность. 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). К бифидогенным факторам относятся различные олигосахариды (углеводы, содержащие от 2 до 10 остатков моносахаридов) из медового сиропа, хлопковых семян, различных зерен. Максимальный физиологический эффект достигается при комбинации пробиотиков и пребиотиков. Требования к функциональным ингредиентам. Ингредиенты, придающие продуктам функциональные свойства, должны соответствовать следующим требованиям: – быть полезными для питания и здоровья (полезные качества должны быть научно обоснованы, а ежедневные дозы одобрены специалистами); – быть безопасными с точки зрения сбалансированного питания; – иметь точные физико-химические показатели и точные методики их определения; – не снижать питательную ценность пищевых продуктов; – употребляться перорально (как обычная пища); – иметь вид обычной пищи (не выпускаться в таких лекарственных формах, как таблетки, капсулы, порошки); – быть натуральными. Функциональные продукты. В настоящее время выпускаются четыре группы продуктов функционального питания: зерновые завтраки, молочные продукты, жировые эмульсионные продукты и растительные масла, безалкогольные напитки. Функциональная пища. Под функциональной пищей следует понимать пищевые продукты, которые оказывают существенное влияние 178 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… на одну или несколько функций отдельных органов и систем организма или на весь организм. Такая пища не только снабжает человека необходимым количеством энергии, но и обеспечивает улучшение его здоровья и самочувствия, а также снижает риск тех или иных заболеваний. Функциональные продукты не могут принимать форму таблеток, пилюль или других нетрадиционных пищевых форм. Эта пища не относится к категории лекарственных препаратов, а используется как профилактическое средство для нормального функционирования систем макроорганизма и улучшения здоровья человека. Термин «функциональное питание» должен применяться только в смысле, обозначающем функциональную пищу или функциональные продукты, он не подразумевает какую-то теорию или концепцию питания. В связи с этим важно подчеркнуть, что функциональные продукты должны интегрироваться в общее традиционное питание человека и дополнять его, а не противопоставляться ему как «чудодейственные» и «исцеляющие» продукты или как основа некой новой концепции питания. Функциональные продукты могут оказывать свое действие только на фоне соблюдения традиционных принципов разнообразного здорового питания. Отнесение того или иного продукта к функциональной пище должно быть убедительно обосновано научными данными, подтверждающими факт положительного влияния его компонентов на целевые функции организма и здоровье человека. Для этого должны быть выработаны специфические биологические маркеры (биохимические, физиологические или другие тесты), свидетельствующие о заявленном действии функциональных продуктов. Функциональными могут быть натуральные природные источники пищи или продукты, специально созданные путем обогащения или фортификации, модификации естественных компонентов, путем извлечения или удаления нежелательных компонентов, а также путем сочетания указанных приемов. Наибольшее распространение получили функциональные продукты, обогащенные витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами, липидами (ПНЖК, фосфолипидами), антиоксидантами, биологически активными неалиментарными соединениями (фитосоединениями), полезными видами нормальной микрофлоры кишечника (пробиотиками) и необходимыми для ее усиленного размножения веществами (пребиотиками). Характеристики компонентов функциональных продуктов и цели их создания представлены в таблице 55 (использованы данные зарубежных авторов). 179 6. Основы рационального питания Таблица 55 – Компоненты, вводимые в функциональные продукты Компоненты Источники Заявляемая цель введения 1 2 3 α-каротин β-каротин Лютеин Ликопин Зеаксантин Нерастворимые волокна β-глюкан Растворимые волокна ЖК семейства ω-3 Конъюгированная линолевая кислота Антоцианидины Катехины Каротиноиды Морковь Нейтрализация свободных радикалов Фрукты, овощи Нейтрализация свободных радикалов Зеленые овощи Улучшение зрения Томаты и продукты Снижение риска рака простаты из томатов (кетчуп) Яйца, цитрусовые, Улучшение зрения кукуруза Пищевые волокна Пшеничные отруби Снижение риска рака груди и толстой кишки Овес Снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний Фрукты, овощи Снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний Жирные кислоты Жиры рыб Снижение риска холодных морей сердечно-сосудистых заболеваний, улучшение функции нервной системы и зрения Сыр, Снижение риска рака мясные продукты Флавоноиды Фрукты Нейтрализация свободных радикалов, снижение риска заболевания раком Чай Флавононы Флавоны Цитрусовые Фрукты, овощи Глюкосинолаты, индолы, изотиоцианаты Сульфорафан Овощи семейства Нейтрализация свободных крестоцветных, хрен радикалов, снижение риска рака Фенолы Кафеиновая кислота Фрукты, овощи, Антиоксидантная активность цитрусовые Феруловая кислота Фрукты, овощи, Снижение риска цитрусовые сердечно-сосудистых заболеваний Растительные стерины Эфиры станола Кукурузное, соевое, Гипохолестеринемическое пшеничное, действие путем снижения хлопковое масла всасывания холестерина 180 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… Продолжение табл. 55 1 2 3 Пребиотики, пробиотики Нормализация функции Фрукто-олигосахариды Артишоки, лук желудочно-кишечного тракта Йогурт, другие кислоНормализация функции Лактобактерии молочные продукты желудочно-кишечного тракта Соевые бобы, Сапонины Снижение холестерина в крови соевые продукты Соевые белки, фитоэстрогены Изофлавоны Улучшение состояния в период дейдзеин менопаузы Соевые продукты генистеин Снижение холестерина, снижение риска некоторых видов рака Лигнаны Льняное семя, рожь, − овощи Сульфиды, тиолы Диаллилсульфид Лук, чеснок, Снижение холестерина, оливки, лук-порей стимуляция иммунитета Аллилметилтрисульфид Овощи семейства − крестоцветных Компоненты Источники Заявляемая цель введения Танины Проантоцианидин Клюква, какао-бобы, Снижение риска сердечно-сосудистых шоколад заболеваний. Улучшение функции мочевыводящих путей Потенциальной мишенью реализации действия функциональных продуктов является желудочно-кишечный тракт. Действие функциональной пищи в желудочно-кишечном тракте направлено на изменение всасывания пищевых веществ (глюкозы, холестерина), времени транзита пищи, объема кала, рН содержимого, модификацию микрофлоры кишечника и другие физиологические процессы. Пробиотики. Термин «probios» означает симбиоз, сообщество двух организмов, способствующее жизнедеятельности обоих партнеров. Пробиотик − организм, участвующий в симбиозе. К пробиотикам относятся живые микроорганизмы (молочнокислые бактерии, бифидобактерии, иногда дрожжи), которые являются нормальными обитателями кишечника здорового человека. Препараты на основе этих микроорганизмов широко используются в качестве специальных добавок, а также в составе йогуртов и других молочных продуктов. Микроорганизмы, входящие в состав пробиотиков, не патогенны, не токсичны, сохраняют жизнеспособность при хранении. Продвигаясь по пищеварительному тракту, они обеспечивают временное положительное воздействие на микрофлору кишечника, модифицируя ее состав и метаболическую активность. Пробиотики не считаются лекарственными препаратами для 181 6. Основы рационального питания профилактики и лечения специфических заболеваний, а рассматриваются как средства, оказывающие позитивное влияние на состояние здоровья, или как препараты для диетического питания. Пробиотики могут включаться в питание в качестве добавок в виде лиофилизированных порошков, содержащих бифидобактерии, лактобактерии и их комбинации. Пребиотики. К пребиотикам относятся не переваримые в верхних отделах пищеварительного тракта компоненты пищи, которые способствуют улучшению здоровья человека за счет избирательной стимуляции роста и метаболической активности одной или нескольких групп полезных бактерий (лактобактерий, бифидобактерий) в толстой кишке. Для того, чтобы компоненты пищи были классифицированы как пребиотик, он не должен подвергаться гидролизу пищеварительными ферментами, а также адсорбироваться в верхних отделах пищеварительного тракта, но должен являться субстратом для бифидобактерий и лактобактерий, заселяющих толстый кишечник человека. Пребиотики не относятся к лекарственным препаратам. Свойствами пребиотиков обладают пищевые волокна и олигосахариды и их производные. Фрукто-олигосахариды являются низкомолекулярными углеводами, состоящими из 3-10 молекул моносахаридов, из которых по крайней мере две являются молекулами фруктозы. Встречаются фрукто-олигосахариды в артишоках, луке репчатом, чесноке, кукурузных хлопьях, овсяной крупе, ржи, цикории, пиве. Свойствами пребиотиков обладают инулин, галакто-олигосахариды, раффиноза (содержится в фасоли). Компоненты пищевых волокон − пектин, гемицеллюлоза − также обладают свойствами пребиотиков. Фрукто-олигосахариды вызывают более чем 10-кратное повышение уровня бифидобактерий и лактобактерий в кале и значительное уменьшение количества клостридий и энтеробактерий. В свою очередь, повышение уровня бифидобактерий и лактобактерий приводит к подавлению роста и размножения сальмонелл, листерий, кампилобактеров, шигелл и вибрионов. Небольшое количество олигосахаридов обнаружено в молоке всех млекопитающих. Человеческое грудное молоко содержит около 130 различных олигосахаридов, действующих как своего рода растворимые пищевые волокна. Олигосахаридам грудного молока принадлежит ряд защитных функций, определяющих преимущества грудного вскармливания. Они повышают уровень бифидобактерий и действуют на рН содержимого толстой кишки. В качестве добавок к функциональным продуктам могут использоваться комбинации пробиотиков и пребиотиков − синбиотики, которые положительно воздействуют на организм, улучшая выживаемость в ки182 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты… шечнике живых бактериальных добавок и избирательно стимулируя рост и активацию метаболизма эндогенных лактобактерий и бифидобактерий. Содержание в этих продуктах функциональных ингредиентов показано в таблице 56. Продукты на основе злаков полезны для здоровья благодаря содержанию в них растворимых и нерастворимых пищевых волокон, которые, уменьшая уровень холестерина, способствуют снижению риска сердечнососудистых заболеваний, а также стабилизируют пищеварительные функции организма, предупреждая заболевания желудочно-кишечного тракта. Таблица 56 – Пищевые продукты – природные источники функциональных ингредиентов Продукт Природные злаки Молочные продукты Растительные жиры Натуральные соки и напитки Ингредиенты Пищевые волокна; витамины А, Е, В; кальций; фитоэлементы Кальций, рибофлавин (витамин В); молочнокислые штаммы ацидофилов, бифидум- и лактобактерий; пептиды; линолевая кислота Линолевая кислота; линоленовая кислота; омега-3жирные кислоты; витамины Витамины С и В; β-каротин; растворимые пищевые волокна; фитоэлементы Молочные продукты – ценный источник таких функциональных ингредиентов, как кальций и рибофлавин. Их функциональные свойства могут быть повышены добавлением витаминов А, D, Е, β-каротина и минеральных веществ (магния), а также пищевых волокон (пектина) и бифидобактерий. Функциональные молочные продукты могут быть эффективны при предупреждении сердечно-сосудистых, желудочнокишечных заболеваний, остеопороза, рака и других заболеваний. Растительные масла, масла на негидрированной растительной жировой основе, эмульсионные масложировые продукты различного типа – главные источники полиненасыщенных жирных кислот. Они способствуют предупреждению сердечно-сосудистых заболеваний. Для усиления функционального действия в их состав могут быть введены такие ингредиенты, как витамин D, некоторые триацилглицерины. Эти продукты, при снижении массовой доли жира в их составе, эффективны также для предупреждения ожирения. Напитки являются самым технологичным продуктом для создания новых видов функционального питания, поскольку введение в них новых функциональных ингредиентов не представляет большой сложности. Обогащенные витаминами, микроэлементами, пищевыми волокнами, напитки могут использоваться для предупреждения сердечнососудистых и желудочно-кишечных заболеваний, рака и других болезней, а также интоксикаций разного вида. 183 7. Основы специального питания 7. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ПИТАНИЯ 7.1. Лечебное питание Лечебное питание (диетотерапия) – это применение с лечебной или профилактической целью специально составленных пищевых рационов и режимов питания для больных (с острыми заболеваниями или обострениями хронических заболеваний) людей. Диетология – это раздел медицины, занимающийся изучением и обоснованием характера и норм питания при различных заболеваниях, а также организацией лечебного (диетического) питания. Лечебное и диетическое питание – очень близкие, но несколько различающиеся по своему значению в практике понятия. Под диетическим питанием подразумевают главным образом питание людей с хроническими заболеваниями вне обострения, например организуемое для трудоспособных, работающих людей в санаториях-профилакториях и диетических столовых. Основные принципы лечебного питания при тех или иных заболеваниях сохраняются и в диетическом питании. Перечень требований к лечебному (диетическому) питанию совпадает с таковым для рационального питания, однако с учетом характера заболевания на короткий или продолжительный срок могут изменяться требования к энергетической ценности и химическому составу рациона, сбалансированности в нем пищевых веществ, набору продуктов и способам их кулинарной обработки, некоторым органолептическим показателям пищи, режиму питания. Лечебное питание строится на основе данных по физиологии, биохимии и гигиене питания, в частности знаний о роли отдельных пищевых веществ и продуктов, значении сбалансированности и режима питания. Работа по обеспечению лечебного питания опирается на представления о причинах, механизмах и формах течения различных заболеваний, об особенностях пищеварения и обмена веществ у здорового и больного человека. Особое значение имеет знание лечебных диет, технологии приготовления диетических блюд и организационных вопросов диетологии. Лечебное питание – обязательный метод комплексной терапии. Основоположник советской диетологии М.И. Певзнер писал о том, что питание больного является тем основным фоном, на котором следует применять другие терапевтические факторы. Там, где нет лечебного питания, нет рационального лечения. Лечебное питание может быть единственным методом лечения (например, при наследственных нарушениях усвоения отдельных пищевых 184 7.1. Лечебное питание веществ) или одним из основных методов (при заболеваниях органов пищеварения, почек, сахарном диабете, ожирении). В других случаях лечебное питание усиливает действие различных видов терапии, предупреждая осложнения и прогрессирование болезни (недостаточность кровообращения, гипертоническая болезнь, подагра и т.д.). При инфекционных заболеваниях, туберкулезе, травмах, после операций лечебное питание способствует повышению защитных сил организма, нормальному восстановлению тканей, ускорению выздоровления и предупреждению перехода болезни в хроническую форму. Велико значение для поддержания жизнедеятельности организма энтерально-зондового и парентерального (через кровеносные сосуды) питания. При построении любой диеты должны быть учтены следующие принципы: 1. Обеспечение физиологических потребностей больного человека в пищевых веществах и энергии. Основа лечебного питания – это научно обоснованное питание здорового человека, выражением которого являются физиологические нормы питания в зависимости от пола, возраста, профессии и других факторов. Средние величины потребности человека в пищевых веществах могут изменяться с учетом тех или иных нарушений в организме при различных заболеваниях. Это может вести к изменению рекомендуемой для здоровых людей сбалансированности пищевых веществ в рационе. Таким образом, для больного человека возможна разбалансировка обычного рациона путем ограничения или увеличения отдельных пищевых веществ. Например, при некоторых заболеваниях почек в диетах уменьшают количество белка. Степень уменьшения содержания белка в диете зависит от степени нарушения функции почек. Однако ограничение белка имеет свои пределы, так как рацион должен обеспечить хотя бы минимальную суточную физиологическую потребность во всех незаменимых аминокислотах, чтобы не возникла белковая недостаточность организма. При этом рацион должен удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров, а также обеспечить физиологически необходимую потребность в витаминах, незаменимых жирных кислотах, минеральных веществах; 2. Учет биохимических и физиологических законов, определяющих усвоение пищи у здорового и больного человека. Это положение должно приниматься во внимание на всех этапах усвоения пищи: в желудочнокишечном тракте при пищеварении и всасывании, при транспорте всосавшихся пищевых веществ к тканям и клеткам, в клетках в процессе их питания и обмена веществ, а также в ходе выделения продуктов обмена из организма. В лечебном питании должно быть обеспечено соответствие между характером принимаемой пищи, ее химическим 185 7. Основы специального питания составом и возможностями больного организма усваивать ее. Это достигается целенаправленным назначением того или иного количества пищевых веществ, подбором продуктов и методов их кулинарной обработки, режимом питания на основе данных об особенностях обмена веществ, о состоянии органов и систем больного человека и других факторов, влияющих на усвоение пищи. В указанном плане можно выделить следующие примеры: – индивидуализация питания, основанная на соматометрических данных (рост, масса тела и др.) и результатах исследований обмена веществ у конкретного больного. Например, в противоатеросклеротической диете содержание жиров, легкоусвояемых углеводов, холестерина определяют в зависимости от особенностей (типа) нарушений обмена веществ у данного больного атеросклерозом; – обеспечение пищеварения при нарушении образования пищеварительных ферментов. Так, при дефиците в кишечнике фермента пептидазы, расщепляющей белок глютен пшеницы, ржи, ячменя, овса (глютеновая болезнь), из диеты исключают все продукты, содержащие белок указанных злаков. При заболеваниях органов пищеварения возможно ухудшение образования многих пищеварительных ферментов. Более полное усвоение пищи достигается в этих случаях при помощи подбора пищевых продуктов и методов их кулинарной обработки. В диету вводят источники легко перевариваемых белков, жиров и углеводов, применяют блюда из измельченных и протертых продуктов; – учет взаимодействия пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте и в организме. Например, всасывание кальция из кишечника ухудшается при избытке в пище жиров, фосфора, магния, щавелевой кислоты. Поэтому при заболеваниях, при которых требуется увеличенное потребление кальция, особое значение приобретает сбалансированность в диете этого элемента с другими пищевыми веществами, влияющими на его усвоение. Повышенное содержание углеводов в диете при хронической недостаточности почек увеличивает потребность в тиамине, необходимом для углеводного обмена; – стимулирование восстановительных процессов в органах и тканях путем подбора необходимых пищевых веществ, особенно аминокислот, витаминов, микроэлементов, незаменимых жирных кислот. Так, при заболеваниях печени диету обогащают липотропными веществами, нормализующими жировой обмен в печени, улучшающими ее функцию (белки, богатые метионином, витамины В6, В12, холин и др., лецитин); – компенсация пищевых веществ, теряемых организмом больного. Например, при анемиях, в частности после кровопотерь, в диете должно быть увеличено содержание кроветворных микроэлементов (железо, 186 7.1. Лечебное питание медь и др.), ряда витаминов и полноценных белков животного происхождения. При ожоговой болезни, заболеваниях почек с нефротическим синдромом необходимо восполнить значительные потери белка; – направленное изменение режима питания в целях своеобразной тренировки биохимических и физиологических процессов в организме. Примером может служить рекомендация частых приемов пищи пониженной энергоценности при ожирении. При хронических холециститах частый, дробный прием пищи (5-6 раз в день) способствует улучшению желчевыделения. 3. Учет местного и общего воздействия пищи на организм. При местном действии пища влияет на органы чувств (зрение, обоняние, вкус) и непосредственно на желудочно-кишечный тракт. Привлекательный вид диетических блюд, улучшение их вкуса и аромата с помощью допустимых приправ и пряностей (ванилин, корица, зелень, лимонная кислота и др.) приобретают особое значение в строгих диетах с ограничением набора продуктов, поваренной соли, преобладанием отварных блюд. Значительные сдвиги секреторной и двигательной функций органов пищеварения возможны при изменении механических, химических и температурных влияний пищи. Механическое действие пищи определяется ее объемом, консистенцией, степенью измельчения, характером тепловой обработки (варка, тушение, жаренье и т.д.), качественным составом (наличие клетчатки, соединительной ткани и др.). Химическое действие пищи обусловлено веществами, которые входят в состав продуктов или образуются при их кулинарной обработке и в процессе переваривания. Химические раздражители пищи – это экстрактивные вещества, эфирные масла, органические кислоты, минеральные соли и т.д. Некоторые продукты и блюда оказывают одновременно сильное механическое и химическое действие (жареное мясо, копченые и вяленые продукты) или слабое (паровые или отварные блюда из рубленого мяса или измельченных овощей). Температурное (термическое) действие пищи возникает при ее контакте со слизистыми оболочками полости рта, пищевода и желудка. Минимальное влияние оказывают блюда с температурой, близкой к температуре тела человека. Общее действие пищи определяется изменением состава крови в процессе переваривания пищи и всасывания пищевых веществ, что ведет к изменениям функционального состояния нервной и эндокринной систем, а затем всех органов и систем организма. Характер и интенсивность этих воздействий зависят от состава пищи и ее кулинарной обработки. Так, при одинаковом количестве принятых углеводов скорость 187 7. Основы специального питания их переваривания и всасывания, а также влияние на организм будут определяться химическими свойствами (крахмал, сахароза, лактоза, фруктоза) и видом обработки продуктов. Наиболее важное и продолжительное общее действие пищи заключается во влиянии на обмен веществ во всех клетках, тканях и органах, что ведет к изменениям их функционального и морфологического состояния. Общее действие пищи влияет на иммунобиологическую реактивность организма, в частности явления аллергии при ряде заболеваний. Например, ограничение легкоусвояемых углеводов уменьшает проявления аллергии. Диеты с увеличенным содержанием белка и уменьшением количества углеводов благоприятно влияют на иммунобиологические свойства организма при некоторых формах ревматизма. 4. Использование в питании методов щажения, тренировки, разгрузки и контрастных дней. Щажение применяют при раздражении или функциональной недостаточности органа или системы. В зависимости от тяжести болезни оно означает разную степень ограничения в питании химических, механических или температурных раздражителей. Эти виды щажения могут не совпадать. Например, при хроническом гастрите с секреторной недостаточностью может быть показана механически и термически щадящая диета с включением некоторых химических стимуляторов секреции желудка. В лечебном питании вообще, а особенно при щадящих диетах, учитывают не только тяжесть болезни, но и продолжительность диеты. Надо избегать поспешного расширения строгих диет и чрезмерного их затягивания, что может дать отрицательный эффект и даже вызвать осложнения. Так, при длительном исключении из диеты натрия хлорида (поваренной соли) может возникнуть болезненное состояние от недостатка натрия и хлора в организме; продолжительная щадящая диета при поносах может привести к запорам. Поэтому щажение сочетают с тренировками: постепенным расширением строгих диет за счет новых, все менее и менее щадящих блюд и продуктов. Такие «упражнения» пищеварительного аппарата и обмена веществ по отношению к повышенным пищевым нагрузкам проводятся под контролем состояния больного. Например, при обострении язвенной болезни назначают химически и механически щадящую диету № 1. При клиническом эффекте диетотерапии больного переводят на «непротертую» диету № 1 (без механического щажения). Если возникает некоторое ухудшение, больному временно назначают прежнюю диету. Эта система «зигзагов» повышает приспособительные (адаптивные) возможности пищеварительных органов и всего организма. На фоне основных диет иногда применяют отличающиеся от них «контрастные дни», например с включением в рацион 188 7.1. Лечебное питание ранее исключенных пищевых веществ (клетчатка, натрия хлорид и т.д.). Кроме таких «нагрузочных дней», применяют противоположно направленные «разгрузочные». Нагрузочные дни не только способствуют толчкообразной стимуляции функции, но и служат пробой на функциональную выносливость. При хорошем действии их можно учащать, учитывая и психологический эффект: укрепление уверенности больного в улучшении состояния. Цель разгрузочных дней – кратковременно облегчить функции органов и систем, способствовать выделению из организма продуктов нарушенного обмена веществ: разгрузочные сахарные, фруктовые, овощные, молочные и другие диеты при болезнях почек, печени, сердечно-сосудистой системы и др. Важное значение имеют разгрузочные диеты – режимы частичного голодания при лечении ожирения. Полное голодание кратковременно применяют при некоторых острых состояниях: острые воспалительные процессы в органах брюшной полости, при интоксикациях, сердечной астме. Продолжительное полное голодание как метод лечения используется редко. 5. Учет химического состава и кулинарной обработки пищи, местных и индивидуальных особенностей питания. В одних диетах учитывают главным образом содержание пищевых веществ, а не кулинарную обработку (увеличение или уменьшение белков, жиров, углеводов, натрия хлорида и др.). В других диетах первостепенное значение имеет кулинарная обработка, придающая пище новые качества, включая и некоторые изменения химического состава (например, удаление экстрактивных веществ после варки мяса). Но в большинстве диет эти варианты сочетаются. Следует подчеркнуть значение физиологической полноценности длительных диет, лечебное действие которых должно быть основано на правильном подборе продуктов и их кулинарной обработке. Диеты со значительными изменениями по сравнению с физиологическими нормами пищевых веществ должны применяться по возможности на протяжении непродолжительного времени при острых заболеваниях или обострении хронических, главным образом в больницах. При некоторых заболеваниях нарушается усвоение или происходит потеря ряда пищевых веществ. Кулинарная обработка ведет иногда к снижению пищевой ценности продуктов. В этих случаях надо предусматривать обогащение диет источниками тех или иных пищевых веществ (чаще всего белков, витаминов, минеральных солей) до уровня физиологических норм. При выборе с этой целью продуктов учитывают все показатели их пищевой ценности, а не только количество отдельных пищевых веществ. Так, содержание железа в крупах, бобовых, яйцах такое же, как во многих мясных продуктах, но только из последних железо усваивается хорошо. 189 7. Основы специального питания При назначении диеты надо принимать во внимание климатические условия, местные и национальные традиции в питании, личные безвредные привычки или непереносимость отдельных видов пищи, состояние жевательного аппарата, особенности труда и быта, материальные возможности для использования некоторых продуктов. Лечебное питание невозможно без активного участия больного в выполнении диетических предписаний, без его убежденности в значении диеты и без разумного подчинения ей. В связи с этим необходима постоянная разъяснительная работа о роли питания в комплексе лечебных мероприятий, а также рекомендации по составу диет, методам кулинарной обработки (беседы, памятки и т.д.). При учете пожеланий больного следует помнить, что его вкусы и желания в данный момент не могут быть ведущими в построении лечебного питания. При назначении диеты учитываются научно обоснованные медицинские показания. В связи с наличием большого количества болезней и разнообразия в их течении создано много диет. Министерством здравоохранения утверждена групповая номерная система диет. Единая система диет обеспечивает преемственность лечебного питания, что необходимо для полного выздоровления или предупреждения обострения болезни. Наличие утвержденных диет не исключает их изменений на основе новых научных данных. Главным центром, направляющим разработку вопросов лечебного питания в нашей стране, является отдел лечебного питания Института питания АМН. Лечебные диеты Для лечебно-профилактичечких целей диетологами разработаны 15 лечебных диет. Нулевая диета (0) состоит из трех рационов – 0а, 0б, 0в. Назначается больным после операций на органах желудочно-кишечного тракта, в остром лихорадочном состоянии с высокой температурой, больным со спутанным сознанием после острого нарушения мозгового кровообращения, черепно-мозговой травмы. Эта диета обеспечивает механическое, химическое и термическое щажение желудка, состоит из легкоусвояемых пищевых веществ в жидком виде; в ней резко ограничено использование поваренной соли, повышено количество жидкости (но не для больных неврологического профиля), увеличена частота приемов пищи (6-8 раз в сутки небольшими порциями – по 200-250 г на один прием). Температура блюд не выше 40-50°С. Рационы 0а, 0б, 0в назначаются на 2-3 дня последовательно. Рацион 0а состоит только из жидких и желеобразных блюд. 190 7.1. Лечебное питание В этом рационе разрешаются: слабый обезжиренный мясной бульон, рисовый или овсяный отвар, жидкий кисель, желе из свежеприготовленного сока, отвар из сухофруктов (чернослива, кураги, урюка), отвар шиповника, свежеприготовленные, разбавленные наполовину теплой водой соки (черносмородиновый, абрикосовый, яблочный, морковный), некрепкий чай с лимоном, подогретая минеральная вода. Вся пища дается слегка подогретой. Рацион содержит около 40 г белков, 15 г жиров, 150 г углеводов, 750 ккал энергии. Количество жидкости – до 2 л, поваренная соль не добавляется. Пища дается 8-10 раз в сутки, не более 200 г на один прием. Исключаются: молоко, сливки, сметана, виноградный и овощные (кроме морковного) соки, газированные напитки, все твердые и плотные продукты и блюда. Рацион 0б расширяется благодаря включению пюреобразных и протертых блюд, молока и сливок, которые добавляются в блюда в ограниченном количестве. Разрешаются: жидкие каши – манная, протертые рисовая, овсяная, гречневая, сваренные на воде с добавлением молока или сливок, слизистые супы на слабом обезжиренном мясном бульоне, паровое мясное или рыбное суфле, паровой омлет или яйцо всмятку, сливочное масло – 20 г, сахар – 50 г, поваренная соль – 4 г в день. В рационе содержится 40-50 г белков, 40-50 г жиров, 250 г углеводов. 1500-1650 ккал. Пища дается 6-8 раз в день, по 250-300 г на один прием. Рацион 0в расширяется в результате добавления белых сухарей, овощных и фруктовых протертых и пюреобразных блюд, творога, кисло-молочных напитков. Норма поваренной соли увеличивается до 6-7 г в день. В рационе содержится 70-80 г белков, 60-70 г жиров, 300-350 г углеводов, 2000-2350 ккал. Пища дается 6 раз в день, температура горячих блюд 50°С, холодных – 20°С. Диета 1 состоит из рационов 1а, 1б, 1, 1-«непротертый». Назначается больным язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, при остром хроническом гастрите или при обострении его. Назначается последовательно или выборочно, в зависимости от стадии обострения заболевания. Эта диета обеспечивает механическое, химическое и термическое щажение желудка и двенадцатиперстной кишки, регуляцию секреторной и моторной функции желудка, уменьшение воспалительных явлений и стимулирует процессы заживления язвенного дефекта. В диете резко ограничиваются продукты и блюда, возбуждающие желудочную секрецию, увеличивается количество белка животного происхождения, ограничиваются быстровсасываемые рафинированные углеводы, пова191 7. Основы специального питания ренная соль. Вся пища только отваривается. Не рекомендуются слишком горячие и очень холодные блюда. Питание частое (5-6 раз в день), небольшими порциями. Не допускаются длительные перерывы между приемами пищи. Степень механического и химического щажения, содержание основных пищевых веществ и энергетическая ценность рационов диеты 1 меняется в зависимости от фазы и стадии болезни. Рацион 1а назначается в фазу резкого обострения язвенной болезни, при остром гастрите, на фоне соблюдения постельного режима. Рацион состоит из протертых, гомогенизированных (измельченных в однородную массу) и пюреобразных блюд в жидком, полужидком и кашицеобразном виде. Назначается на 10-12 дней до стихания острых проявлений болезни. Разрешаются: слизистые супы из овсяной, рисовой, манной круп с добавлением молока, сливок, яично-молочной смеси, мясное, рыбное, творожное суфле, свежеприготовленный творог, омлет, яйцо всмятку, протертые молочные каши (рисовая, овсяная, гречневая), молоко, кисели, желе, некрепкий чай, свежеприготовленные, разбавленные наполовину водой соки, отвар шиповника; сливочное и растительное масло; сахар и мед в небольших количествах добавляются в сладкие блюда. В рационе содержится 80 г белков (2/3 животных), 80-90 г жиров (15 г растительных), 200 г углеводов, 1800-1900 ккал; 6-8 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Температура горячих блюд 60-65°С, холодных 15-20°С. Питание частое, не менее 6 раз в день, перед сном рекомендуется теплое молоко. Запрещаются: мясные, рыбные, грибные бульоны, закуски, соусы, специи, овощи и блюда из овощей, кисло-молочные напитки, сыр, сметана, кондитерские изделия, фрукты и ягоды в сыром виде, кофе, какао, газированные напитки, хлеб, хлебобулочные изделия. Рацион 16 назначается после 1а. Рацион расширяется благодаря включению сухарей из белого хлеба, молочных протертых крупяных и овощных супов, пюре из овощей (картофель, морковь, свекла). В рационе 16 содержится 90 г белков (2/3 животных), 90 г жиров (25 г растительных), 300-350 г углеводов, 2400-2600 ккал. Рацион назначается на 10-12 дней. Рацион 1 назначается до наступления стойкой ремиссии. В него дополнительно включаются черствый белый хлеб, бисквит, сухое печенье, супы молочные с вермишелью, на овощном отваре, супы-пюре из овощей, рубленые мясные и рыбные блюда, приготовленные на пару, отварная вермишель, пудинги из протертых круп или овощей (за исключением капусты), фрукты и ягоды сладких сортов в вареном виде, джем, варенье, молочный и фруктовый соусы, неострый сыр, укроп и зелень петрушки (в блюда). Рацион 1 содержит 100 г белков (2/3 животных), 192 7.1. Лечебное питание 90-100 г жиров (30 г растительных), 350-400 г углеводов, 2800-2900 ккал; 8-10 г поваренной соли. Рацион 1-«непротертый» назначается в стадии ремиссии язвенной болезни. Он состоит из тех же продуктов (рацион 1), но блюда подаются в хорошо разваренном непротертом виде. Диета 2 назначается при гастрите с секреторной недостаточностью Она умеренно стимулирует секреторную и регулирует моторную функцию желудка и кишечника. В диете ограничиваются продукты с большим содержанием грубой клетчатки, копчености, консервы, специи, пряности, тугоплавкие жиры. Кулинарная обработка продуктов разнообразная, исключается жарение в панировке. Поваренная соль и жидкость не ограничиваются. Температура пищи обычная, исключаются слишком холодные и слишком горячие блюда Питание 4-5-разовое, не допускающее обильных приемов пищи Разрешаются: хлеб из пшеничной и ржаной муки вчерашней выпечки, несдобное печенье, сухой бисквит; супы на некрепком мясном или рыбном бульоне, или овощном отваре, овощные, крупяные щи, борщи; мясо и рыба разных сортов, куском и рубленые, в отварном, запеченном и обжаренном виде, кисло-молочные продукты, творог и творожные изделия, сыр, яйца, разнообразные крупы, овощи, фрукты, ягоды в любой кулинарной обработке, соусы. В диете 2 содержится 90-100 г белков (2/3 животных), 90 г жиров (30 г растительных), 350-400 г углеводов. 2600-2800 ккал; 15 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Не рекомендуются: свежие сдобные изделия из теста, молоко, бобовые, утка, гусь, редис, редька, лук и чеснок в сыром виде, перец, горчица, грибы, шоколад. Диета 3 назначается при гипомоторной дискинезии толстой кишки с синдромом запоров. Это диета с повышенным содержанием пищевых волокон, усиливающих двигательную функцию толстой кишки и регулирующих опорожнение кишечника. При кулинарной обработке продуктов рекомендуются преимущественно отваривание и запекание. Поваренная соль и жидкость не ограничиваются. Питание регулярное, 4-6 раз в день. Рекомендуются: супы овощные на слабом мясном бульоне или овощном отваре, щи, борщи, окрошка, мясо и рыба отварные, запеченные, преимущественно куском; крупы разные (кроме манной, риса) для приготовления пудингов, рассыпчатых каш; творог и изделия из него, кисло-молочные продукты, сыр. сливочное и растительное масло, яйца. разнообразные овощи, предпочтительнее в сыром виде, а также салаты из них с растительным маслом; ягоды, фрукты, сухофрукты, мед, варенье, мармелад, зелень (укроп, петрушка, сельдерей), некрепкий чай, 193 7. Основы специального питания фруктовые и овощные соки, хлеб с добавлением отрубей или цельного зерна. Диета содержит 90-100 г белков (2/3 животных), 90-100 г жиров (1/3 растительных), 350-400 г углеводов, 2600-2850 ккал; 15 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Утром натощак рекомендуются холодные напитки – вода, соки. Не рекомендуются: изделия из сдобного теста, из муки высших сортов, гусь, утка, копчености, консервы, цельное молоко, бобовые, рис, редька, редис, сырой лук, чеснок, черника, шоколад, хрен. горчица, перец, кисели, какао, кофе, крепкий чай. Диета 4 назначается для лечения острых воспалительных заболеваний тонкой и толстой кишки, сопровождающихся нарушением переваривания и всасывания пищи, неустойчивым стулом с предрасположенностью к поносам. Эта диета уменьшает воспалительные явления и регулирует функцию кишечника, обеспечивает питание в условиях резко нарушенного процесса пищеварения, регулирует функции других органов, которые вовлекаются в патологический процесс. В диете резко ограничиваются химические и механические раздражители желудочно-кишечного тракта, пищевые вещества, усиливающие процессы брожения и гниения в кишечнике, очень холодные и горячие блюда. Все блюда готовятся в отварном и протертом виде, использование поваренной соли ограничивается. Увеличивается количество свободной жидкости. Питание частое, 5-6 раз в день, с равномерным распределением пищи между приемами. Рекомендуются: супы на обезжиренном слабом мясном или рыбном бульоне, слизистые, с добавлением мясных кнелей, фрикаделек, яичных хлопьев, мясные и рыбные паровые котлеты, кнели, фрикадельки, суфле из нежирного мяса, курицы, индейки (3-4 раза пропущенное через мясорубку с мелкой сеткой); яйца всмятку, в виде омлета, свежеприготовленный творог в натуральном виде или в виде парового суфле; каши протертые на воде или обезжиренном мясном бульоне (рисовая, овсяная, гречневая), манная, сливочное масло добавляется в готовые блюда (не более 5 г на порцию); отвар шиповника, кисели, желе из черники, черемухи, спелых груш; тонко нарезанные сухари из белого хлеба высшего сорта. В диете содержится 100 г белков (2/3 животных), 70 г жиров, 250 г углеводов (40 г сахара), 2000 ккал; 8 г поваренной соли. 2 л свободной жидкости. Не рекомендуются: свежий белый и черный хлеб, другие мучные изделия, бобовые, пшено, перловая и ячневая крупы, макаронные изделия, молоко, сливки, кисло-молочные продукты, жирные сорта мяса, рыбы, колбасные изделия, копчености, икра, консервы, все овощи, фрук194 7.1. Лечебное питание ты, ягоды (кроме перечисленных), закуски, соусы, пряности, растительные масла, газированные напитки, кондитерские изделия, сладости. Через 10-12 дней при уменьшении клинических симптомов острого воспаления кишечника назначается рацион 4б. Увеличивается содержание жиров и углеводов, исключаются сильные стимуляторы секреции желудка, поджелудочной железы, желчеотделения. Разрешаются: супы с мелко нашинкованными овощами (кроме капусты), хорошо разваренными крупами, мясо, птица, рыба в рубленом виде или кусками, хорошо разваренные каши (кроме пшенной и перловой), сваренные на воде с добавлением 1/3 молока или сливок, паровые пудинги, запеканки, отварная вермишель, картофель, кабачки, тыква, морковь, цветная капуста, зеленый горошек, компоты, печеные яблоки, груши, мармелад, пастила, джем, спелые сладкие ягоды (клубника, малина, земляника – не более 100 г в день), фруктовые соки, наполовину разбавленные водой, кисло-молочные продукты, неострый сыр, черствый белый хлеб. В рационе 46 содержится 100-110 г белков (2/3 животных). 100 г жиров, 400 г углеводов, 3000 ккал; 10 г поваренной соли, 1,5 л жидкости. Рацион 4в назначается при хронических заболеваниях кишечника. Он обеспечивает полноценное питание и способствует нормализации работы пищеварительных органов. В рационе умеренно ограничиваются механические и химические раздражители желудочно-кишечного тракта Пища готовится на пару или отваривается, незначительно ограничивается поваренная соль. Сохраняется дробный (не реже 4 раз в день) режим питания. Рацион расширяется благодаря введению 1-2 раз в неделю хорошо выпеченного несдобного теста, бисквита, несдобного печенья. При хорошей переносимости в первые блюда включаются свекла, фасоль, капуста. Разрешаются спелые помидоры, спелые сладкие яблоки в сыром виде (без кожуры), апельсины, мандарины, арбузы, овощные и фруктовые соки, растительное масло (15-20 г в день). Содержание основных пищевых веществ и калорийность те же, что в рационе 46. Диета 5 назначается при заболеваниях печени, желчевыводящих путей и поджелудочной железы. При острых состояниях или обострении хронического процесса назначается рацион 5а, который обеспечивает химическое, механическое и термическое щажение органов пищеварения, способствует нормализации функции печени и желчевыводящих путей. Пища готовится отварная и протертая, изредка запеченная, без грубой корочки. Рекомендуются: супы вегетарианские и молочные, с протертыми овощами и крупами, супы-пюре, супы-кремы, нежирные мясо, птица (кроме гуся, утки) без кожи, рыба отварная и паровая, молоко, кисло195 7. Основы специального питания молочные напитки, свеже приготовленный творог и блюда из него, белок яйца, протертые каши на молоке, вермишель, отварные протертые овощи, спелые сладкие фрукты и ягоды в сыром виде и блюда из них, подогретая минеральная вода, черствый белый хлеб, несдобное печенье. В рационе 5а содержится 90-100 г белков (2/3 животных), 70 г жиров 1/3 растительных), 350 г углеводов (80 г сахара), 2400 ккал; 8 г поваренной соли, до 2,5 л свободной жидкости. Прием пищи 5-6 раз в день, небольшими порциями. Исключаются: тугоплавкие (животные) жиры, продукты, содержащие экстрактивные вещества, грубую клетчатку, эфирные масла (анис, укроп и др.), жареные, копченые, консервированные блюда, сырые овощи, мучные, сдобные, кондитерские изделия, шоколад. А также – кофе, какао, газированные напитки, печень, мозги, почки и другие внутренние органы животных, желток яйца, икра, гусь, утка, пряности. Рацион 5б назначается в стадии выздоровления или ремиссии при хронических заболеваниях печени и желчного пузыря. Диета обеспечивает полноценное питание при щажении функции печени и желчевыводящих путей. В диету вводятся блюда из круп, овощей, мяса, хорошо разваренных, но не протертых, разнообразные сырые овощи, фрукты, ягоды. Часть сахара (1/3) можно заменить ксилитом или сорбитом. В диете содержится 100 г белков (60% животных), 90 г жиров 1/3 растительных), 400 г углеводов, 2800 ккал; 10 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. При хроническом панкреатите назначается рацион 5п, который обеспечивает сохранение ремиссии, нормализует функцию поджелудочной железы, механическое и химическое щажение желудочно-кишечного тракта. В рационе 5п повышено содержание белка, резко ограничены экстрактивные вещества, эфирные масла, пищевые волокна. Все блюда подаются в отварном и протертом виде, допускается запекание. Используются молочные обезжиренные продукты. В диете содержится 120 г белков (60% животных), 80 г жиров (15 г растительных). 350 г углеводов (30 г сахара); 10 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Прием пищи 5-6 раз в день. Диета 6 назначается при подагре, мочекислом диатезе, мочекаменной болезни (уратные камни). Диета способствует нормализации обмена пуринов, ощелачиванию мочи, повышенному выведению солей мочевой кислоты. Ограничиваются продукты, содержащие пурины, экстрактивные вещества, увеличивается количество свободной жидкости, умеренно ограничивается поваренная соль. Рекомендуются: вегетарианские, молочные с разнообразными заправками супы; мясо, птица, рыба в отварном виде (не чаще чем через день); молочные блюда, яйца, крупы, овощи в любой кулинарной обработке 196 7.1. Лечебное питание (исключаются щавель, шпинат, бобовые, ревень, цветная капуста); фрукты, ягоды, сухофрукты (исключается инжир), молочный и фруктовый соусы, зелень укропа, петрушки, лавровый лист; сливочное и растительное масло, хлеб ржаной и пшеничный с добавлением отрубей. В диете содержится 80 г белков (2/3 животных), 90 г жиров (1/3 растительных), 400 г углеводов, 2700 ккал; не более 40 г сахара, 3 г поваренной соли, 2 л свободной жидкости. Прием пищи 3-4 раза в день, натощак и между основными приемами пищи рекомендуется питье. Не рекомендуются: мясные и рыбные отвары, копчености, колбасные изделия, мясные и рыбные консервы, внутренние органы животных (субпродукты), икра, острые сыры, шоколад, какао, крепкий чай, кофе, пряности, специи, тугоплавкие жиры. Диета 7 назначается при заболеваниях почек. Она способствует улучшению функции почек, восстановлению белкового, липидного и водно-электролитного обмена. При остром нефрите тяжелой формы, при хроническом нефрите с выраженной азотемией назначается рацион 7а, в котором резко ограничивается употребление белков, солей натрия, калия, экстрактивных веществ, эфирных масел. Широко используются безбелковые диетические продукты – саго, безбелковый хлеб, макаронные изделия. Рекомендуемые способы кулинарной обработки пищи – отваривание и запекание (жаренье исключается). Пища готовится без соли. Используются продукты с низким содержанием натрия, бессолевой (ахлоридный) хлеб. Количество жидкости зависит от величины диуреза (количества мочи) и не должно превышать более чем на 300-400 мл суточный диурез за предыдущие сутки. Прием пищи 5-6 раз в день. В рационе содержится не более 20 г белков (преимущественно животных), 80 г жиров (25 г растительных), 350 г углеводов (80 г сахара); 0,5-1 г натрия, 1,5 г калия, 15 мг железа. Такой ограниченный по содержанию белков рацион назначается на 10-14 дней. При улучшении функционального состояния почек и уменьшении азотемии, стихании острых воспалительных явлений назначается рацион 7б. в котором содержание белков увеличивается до 40-50 г (2/3 животных), жиров – до 90 г (1/3 растительных), углеводов – до 450 г (100 г сахара). Поваренная соль в блюда не добавляется. Количество свободной жидкости – 1-1,2 л в сутки. При нефротическом синдроме назначается рацион 7в, который должен компенсировать потери белка, способствовать улучшению липидного и водно-электролитного обмена. В рационе содержание белка увеличивается до 120-130 г (2/3 животных), умеренно ограничивается количество жиров – до 80 г (25 г растительных). Общее количество угле197 7. Основы специального питания водов – 450 г (50 г сахара). Энергетическая ценность рациона 2900 ккал. Поваренная соль не используется. Количество свободной жидкости – 0,8 л. При гемодиализе (очищении крови с помощью «искусственной почки») больным с почечной недостаточностью назначается рацион 7г, который обеспечивает сбалансированное питание с учетом резко нарушенной функции почек и побочных эффектов гемодиализа. В диете умеренно ограничивается содержание белков – до 60 г (3/4 животных), увеличивается содержание жиров до 100 г (преимущественно за счет молочного жира), растительного масла – до 35 г. Содержание углеводов остается на том же уровне – до 450 г (50 г сахара). Энергетическая ценность рациона 3000 ккал. Количество свободной жидкости – 0,8 л (при олиго- и анурии ограничивается до 0,3-0,4 л в сутки). Если нет противопоказаний, поваренная соль вводится в готовые блюда в количестве 2-3 г в сутки. Содержание витаминов и минеральных веществ соответствует физиологическим потребностям. Разрешаются: вегетарианские, овощные, фруктовые супы, борщи, свекольники (1/2 порции); отварные нежирные мясо, птица, рыба; овощи, фрукты, ягоды в сыром, отварном, тушеном, запеченном виде; крупы, макаронные изделия (ограничиваются с учетом содержания белка в рационе); яйца, молоко и молочные продукты (за исключением сыра); некрепкий чай, соки, отвар шиповника; зелень петрушки, укроп; сахар, мед, зефир, пастила, мармелад, ахлоридный (бессолевой), пшеничный, ржаной, отрубной или безбелковый хлеб. Запрещаются: острые, соленые, консервированные блюда, мясные, рыбные бульоны, колбасы, копчености, икра, шоколад, какао, бобовые, репа, редька, шпинат, сырой чеснок, специи, инжир, курага, чернослив (при гиперкалиемии), тугоплавкие жиры, холестеринсодержащие продукты (рацион 7в), минеральные воды с высоким содержанием натрия. Диета 8 назначается для коррекции веса при избыточной массе тела и ожирении. Способствует устранению избыточного отложения жира, восстановлению нарушенного липидного, углеводного, водно-электролитного обмена. Ограничивается количество углеводов, исключается сахар, умеренно ограничивается количество жира за счет животного, поваренная соль, экстрактивные вещества исключаются, увеличивается количество пищевых волокон. При кулинарной обработке жарка исключается. Активно используются сырые фрукты, овощи, ягоды. Прием пищи 5-6 раз в день. В диете 8 содержится 100-110 г белков (1/2 животных), 80 г жиров (1/3 растительных), 150-180 г углеводов, 1700-1800 ккал. Суточная норма поваренной соли 5 г в день, свободной жидкости – 1,5 л. Количество витаминов и минеральных веществ соответствует физиологическим потребностям. 198 7.1. Лечебное питание Для более интенсивной потери избыточного веса в диету включают разгрузочные дни, рацион которых содержит 600-800 ккал, т.е. калорийность пищи снижается. Рекомендуются: супы вегетарианские, овощные (1/2 порции), нежирные мясо, рыба, морские беспозвоночные, обезжиренные молочные продукты, яйца (1 шт. в день), разнообразные овощи (исключая картофель), кислые фрукты, ягоды, хлеб отрубный, белково-отрубный (не более 150 г в день), крупяные блюда, макароны (ограничиваются до 1-2 раз в неделю), чай, минеральная вода, растительное масло. На фоне диеты 8 могут назначаться 1-2 раза в неделю разгрузочные дни. Запрещаются: все сладости, кондитерские изделия, шоколад, мороженое, острые, соленые блюда, копчености, специи, алкогольные напитки. Диета 9 назначается при сахарном диабете для коррекции нарушенного углеводного, липидного, белкового обмена, профилактики повреждений, сопутствующих этому заболеванию. Ограничиваются рафинированные углеводы, экстрактивные вещества, холестеринсодержащие продукты, поваренная соль. Увеличивается содержание в рационе пищевых волокон, липотропных веществ (противодействующих холестерину), витаминов С и группы В. Рекомендуются: супы на слабом обезжиренном мясном и рыбном бульоне, преимущественно овощные; нежирные мясо, птица, рыба; молочные продукты пониженной жирности (сливочное масло и нежирный сыр ограничиваются), яйца (до 4-5 шт. в неделю), блюда из гречневой, овсяной, пшенной крупы (не чаще 1 раза вдень); овощи (кроме картофеля), бобовые, фрукты и ягоды (с учетом содержания углеводов); кондитерские изделия с сахарозаменителями; овощные соки, отвар шиповника, минеральная вода, растительное масло, хлеб из цельного зерна, отрубный, белково-отрубный, несдобное печенье (с учетом содержания углеводов). В диете 9 содержится 100 г белков (1/2 животных), 80 г жиров (1/3 растительных), 300-350 г углеводов, 2300-2500 ккал; 6-7 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Прием пищи 5-6 раз в день, распределение углеводов равномерное на все приемы пищи. При избыточной массе тела калорийность диеты снижается за счет уменьшения содержания белков до 80-90 г и углеводов – до 250-300 г в день. Запрещаются: сахар, сладости, кондитерские изделия, мороженое, варенье, джемы, шоколад, макаронные и мучные изделия, рис, манная крупа, сладкие фрукты, экстрактивные вещества, тугоплавкие жиры, внутренние органы животных (субпродукты), икра, острые, соленые закуски. Диета 10 назначается при заболеваниях сердца и сосудов для улучшения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, кор199 7. Основы специального питания рекции нарушенных обменных процессов, в том числе водно-электролитного обмена. Рацион 10а назначается при недостаточности кровообращения II-III степени для улучшения функции сердечно-сосудистой системы, восстановления водно-электролитных нарушений, коррекции нарушенных обменных процессов. В рационе резко ограничивается содержание натрия, жидкости, снижается калорийность за счет ограничения жира и отчасти – углеводов и животного белка. Исключаются продукты и вещества, возбуждающие центральную нервную систему (кофеинсодержащие, экстрактивные). Ограничивается поступление химических и механических раздражителей печени и желудочно-кишечного тракта. Увеличивается содержание в рационе калия, магния, продуктов, оказывающих ощелачивающее действие (молоко, фрукты, овощи). Пища подается в отварном и протертом виде. Первые блюда исключаются. Поваренная соль не добавляется. Не допускаются слишком холодные и горячие блюда. Прием пищи 6 раз в день, небольшими порциями. Рекомендуются: нежирные мясо, рыба в отварном и протертом виде; молоко, кисло-молочные продукты, свежеприготовленный творог и блюда из него, яйца (1 шт. в день) в виде омлетов, протертые молочные каши (кроме пшенной, перловой, ячневой), овощные пюре (кроме бобовых); спелые мягкие фрукты и ягоды в сыром виде, размоченные чернослив, курага, изюм и компоты из них; мед, варенье, сахар, мармелад, зефир; молочный, фруктовый, овощной соусы; слабый чай с молоком, соки, отвар шиповника; сливочное масло, сметана для добавления в блюда, бессолевой (ахлоридный) хлебе виде сухариков, несдобное печенье. В рационе содержится 60 г белков (2/3 животных), 50 г жиров, 300 г углеводов (80 г сахара), 1900 ккал; до 1 г натрия (в продуктах), 3-5 г калия, 0,6 л свободной жидкости. Запрещаются: первые блюда, закуски, тугоплавкие жиры, изделия из теста, бобовые, редис, редька, капуста, консервы, копчености, сыры, специи, крепкий чай, кофе, какао, шоколад. Рацион 10б назначается при ревматизме с малой степенью активности процесса, без признаков нарушения кровообращения, с целью повышения иммунологической реактивности организма и уменьшения воспалительных явлений, улучшения метаболизма в соединительной ткани. В рационе увеличивается содержание белков животного происхождения, жиров, при одновременном ограничении рафинированных углеводов. Разрешается 3-5 г соли в день, свободная жидкость не ограничивается. Кулинарная обработка исключает жарка, экстрактивные вещества. Прием пищи 5-6 раз в день. Рацион расширяется благодаря более частому включению в диету творога, рыбы, мяса, морских беспо200 7.1. Лечебное питание звоночных, яиц, разнообразных сортов хлеба, несдобного печенья, а также включению вегетарианских молочных, фруктовых, овощных и крупяных супов. В рационе 10б содержится 120-130 г белков (2/3 животных), 100 г жиров (1/3 растительных), 300 г углеводов (40 г сахара), 2600-2700 ккал; свободной жидкости – 1,5 л. Рацион 10с назначается при атеросклерозе с поражением сосудов мозга, сердца, периферических сосудов и при гипертонической болезни II-III стадии с целью уменьшения прогрессирования заболевания, снижения избыточной массы тела, улучшения кровообращения. В рационе уменьшается содержание животных жиров, холестерина, рафинированных углеводов, экстрактивных веществ, солей натрия. Увеличивается количество пищевых волокон, витаминов С, группы В, антиоксидантов, полиненасыщенных жирных кислот, калия, магния, йода. В рацион широко вводятся отрубный хлеб, овощи и фрукты с высоким содержанием пектина, калия, морские продукты, растительное масло (подсолнечное, кукурузное, соевое), обезжиренные молочные продукты, диетические сорта маргарина, орехи. В рационе 10с содержится 90 г белков (1/2 животных), 80 г жиров (40% растительных), 350 г углеводов (30-50 г сахара), 2500 ккал; 5-6 г поваренной соли. 1,2-1,5 л свободной жидкости. Рацион 10и назначается при остром инфаркте миокарда. Он состоит из трех последовательно назначаемых вариантов, которые отличаются энергетической ценностью и содержанием основных пищевых веществ и соответствуют физической активности и функциональному состоянию сердечно-сосудистой системы. В I варианте рациона 10 и содержится 50 г белков, 40 г жиров, 200 г углеводов, 1300 ккал., 0,8 л свободной жидкости; во II варианте – 70 г белков, 60 г жиров, 250 г углеводов, 1800 ккал, 1 л свободной жидкости; в III варианте – 80-90 г белков. 300 г углеводов, 2200 ккал, 1,2 л свободной жидкости, 3-5 г поваренной соли. В стадии реабилитации больным назначается рацион 10с. Диета 11 назначается при туберкулезе, хронических нагноительных процессах, в период восстановления после инфекционных болезней, травм с целью повысить защитные силы организма, активизировать восстановительные процессы в пораженных органах. В диете повышается содержание белков, витаминов, минеральных веществ, увеличивается энергетическая ценность пищи. Кулинарная обработка продуктов разнообразная, с использованием вкусовых веществ и стимуляторов секреции пищеварительных органов – специй, соленостей. Суточная норма поваренной соли – 15 г, свободной жидкости – 1,5 л. Прием пищи 4-5 раз 201 7. Основы специального питания в день. Набор продуктов разнообразный, но с ограничением тугоплавких жиров, кондитерских изделий с большим количеством жира. В диете содержится 130 г белков (2/3 животных), 110 г жиров (1/3 растительных), 400-450 г углеводов (70 г сахара), 3000-3100 ккал. Диета 12 ранее применялась при заболеваниях нервной системы. В настоящее время не имеет практического применения. По химическому составу, набору продуктов, кулинарной обработке соответствует диете 15. Диета 13 назначается при острых инфекционных заболеваниях для повышения защитных сил организма, снижения интоксикации, обеспечения питания в условиях снижения функции пищеварительных органов. Это диета с пониженной калорийностью (ограничиваются жиры и углеводы), с повышенным содержанием витаминов, жидкости, с ограничением механических раздражителей желудочно-кишечного тракта. Вся пища подается в отварном и протертом виде, 5-6 раз в день, небольшими порциями. Разрешаются и исключаются те же продукты, что в рационе 4в. Диета содержит 80 г белков (2/3 животных), 60 г жиров, 300 г углеводов (80 г сахара), 2200 ккал; 10 г поваренной соли (при обильной рвоте, потоотделении количество поваренной соли увеличивается до 15 г), 2,5 л свободной жидкости. Диета 14 назначается при фосфатурии и мочекаменной болезни с образованием фосфорно-кальциевых камней для восстановления кислой реакции мочи, выведения фосфорно-кальциевых солей, предотвращения камнеобразования. В диете ограничиваются продукты с ощелачивающим действием и богатые кальцием, увеличивается доля продуктов, изменяющих реакцию мочи в кислую сторону, увеличивается количество свободной жидкости. Кулинарная обработка продуктов разнообразная. Исключаются копчености, солености, консервы, специи. Рекомендуются: разнообразные первые блюда на мясном, рыбном, грибном бульонах, разные сорта мяса, рыбы, морепродуктов, яйца (1 шт. в день), крупы в любой кулинарной обработке, зеленый горошек, тыква (все другие овощи исключаются). Из фруктов и ягод разрешаются яблоки кислых сортов, клюква, брусника. В диету включаются сахар, мед, кондитерские изделия, соусы на мясном или рыбном бульоне, некрепкий чай, кофе, отвар шиповника, сливочное, растительное масло, хлеб, разнообразные хлебобулочные изделия. Не рекомендуются: молоко и молочные продукты, овощи, фрукты, ягоды (кроме перечисленных выше). В диете содержится 90 г белков, 100 г жиров, 400 г углеводов. 2800 ккал; 10 г поваренной соли, 2,5 л жидкости. Прием пищи 4 раза в день, натощак и в промежутках между приемами пищи – питье жидкости. 202 7.2. Спортивное питание Диета 15 (общий стол) назначается, когда не требуется специальных лечебных диет. Составляется в соответствии с принципами рационального питания. Используются любые пищевые продукты и любые виды кулинарной обработки продуктов. Контролируются содержание пищевых веществ, калорийность рациона, режим питания, количество соли и свобод ной жидкости – в соответствии с нормами физиологической потребности в них в зависимости от пола, возраста, физической активности. В диете содержится 90 г белков (1/2 животных), 90 г жиров (1/3 растительных), 300-350 г углеводов (70 г сахара). 2600 ккал; 10 г поваренной соли, 1,5 л свободной жидкости. Прием пищи 4 раза в день. Исключаются: тугоплавкие (животные) жиры, гусь, утка, перец, хрен, горчица, уксус. 7.2. Спортивное питание Взаимосвязь питания и физической работы мышечной системы человека выражается в том, что любая физическая активность, какова бы ни была ее интенсивность, требует расхода энергии, знание роли питания в формировании и подержании физического состояния и работоспособности и выносливости, а также в реабилитации организма после тяжелых физических нагрузок. Спорт и физкультура отличаются по интенсивности и тяжести выполняемой физической работы. Спорт направлен на достижение любой ценой максимальных результатов. Цель физкультуры как фактора здорового образа жизни заключается в поддержании хорошей физической формы как составляющей физического и психического здоровья человека. Вместе с тем, физиологические механизмы, обеспечивающие функционирование мышечной ткани, и пути снабжения энергией работающих мышц во время занятий спортом и физкультурой в целом являются общими. Значение питания в спорте заключается в нескольких аспектах: – удовлетворение повышенной потребности в энергии и пищевых веществах, обеспечение условий для достижений максимального спортивного результата; – предупреждение специфических и неспецифических повреждений мышечной ткани и других органов и систем, вызываемых стрессорным воздействием тяжелых и интенсивных физических нагрузок; – задержка и предупреждение развития усталости; – реабилитация мышечной и других систем организма после повреждений, вызываемых воздействием тяжелой физической нагрузки и нервно-эмоционального напряжения после соревнований. Обеспечение физической работы энергией – основная функция питания в спорте. При переходе из состояния покоя к максимальной 203 7. Основы специального питания физической активности затраты энергии возрастают в 300 раз. Данные об общих запасах энергии тела человека представлены в таблице 57. Энергия, используемая для работы мышц, имеет химическое происхождение, применяется в виде АТФ (аденозинтрифосфат), передается сократительным волокнам миозину и актину с образованием актомиозина. Таблица 57 – Запасы энергии в теле человека Источник энергии Величина запаса Время расходования запасов, дни легкая тяжелая работа работа 29 18,8 г ккал Жировая ткань 9000 80760 Гликоген печени 100 397 0,14 0,09 Гликоген мышц 350 1387 0,5 0,3 Глюкоза крови 3 12 – – Образование энергии происходит в митохондриях (окислительное фосфорилирование – аэробный синтез) из глюкозы, образовавшейся при распаде гликогена печени и мышц, жирных кислот, аминокислот. При недостатке глюкозы для удовлетворения потребности мышц включаются два основных анаэробных пути ресинтеза АТФ – первый – использование макроэргической связи креатинфосфата, второй – гликолиз с образованием лактата. Аэробный путь метаболизма глюкозы дает 38 молекул, при анаэробном – 3 молекулы АТФ. Скорость аэробного гликолиза ниже, чем анаэробного окисления глюкозы. Конечным продуктом анаэробного гликолиза является молочная кислота, которая окисляется в мышцах, печени, мозге до углекислого газа и кислорода. Потребность в пищевых веществах и энергии при интенсивной мышечной работе Потребность организма спортсменов в пищевых веществах и энергии зависит от множества факторов: массы тела и роста, возраста, пола, величины основного обмена, типа, частоты, интенсивности и продолжительности тренировок или соревновательного процесса, стрессовых нагрузок в период тренировок, изменения режима тренировок и отдыха при переездах и перелетах. Потребности в энергии для различных видов спорта представлены в таблице 58. Для человека массой 70 кг теоретические энерготраты могут составлять до 12000 ккал в сутки, в длительных велосипедных гонках энерготраты достигают 8500-10300 ккал в сутки, в период тренировок потребность энергии для большинства спортсменов составляет 3000-5000 ккал. 204 7.2. Спортивное питание Таблица 58 – Средние величины энерготрат спортсменов различных видов спорта Группа 1 2 3 4 Энерготраты, ккал Виды спорта Шахматы, шашки Акробатика, гимнастика, конный спорт, легкая атлетика (барьерный бег, метание, прыжки, спринт), настольный теннис, парусный спорт, прыжки на батуте, прыжки в воду, прыжки с трамплина на лыжах, санный спорт, стрельба, тяжелая атлетика, фехтование, фигурное катание Бег на 400, 1500 и 3000 м, бокс, борьба, горнолыжный спорт, плавание, многоборье легкоатлетическое, современное пятиборье, спортивные игры (баскетбол, футбол, волейбол, водное поло, регби, теннис, хоккей с мячом, шайбой, на траве) Альпинизм, бег на 10000 м, марафон, ходьба спортивная, биатлон, велогонки на шоссе, гребля академическая, на байдарках и каноэ, коньки (многоборье), лыжные гонки, лыжное двоеборье. для мужчин для женщин 2800-3000 2600-3000 3500-4500 3000-4000 4500-5500 4000-5000 5500-6500 5000-6000 Спортсменам рекомендуется общепринятое потребление энергии за счет белков, жиров и углеводов (соответственно – 10-15%, 25-30% и 60-70% от общей калорийности рациона). Потребность в углеводах. Потребление углеводов при интенсивных тренировках должно составлять 7-10 г на 1 кг массы тела, чтобы предотвратить истощение запасов гликогена в мышцах и печени и обеспечить их ресинтез. Это означает, что при массе тела 70 кг спортсмен должен потреблять 350-700 г углеводов. В зависимости от фазы тренировочного процесса выбор типа углеводов зависит от их свойства, т.е. способности повышать концентрацию глюкозы в крови (гликемический индекс). Таблица 59 – Классификация углеводов пищи по величине гликемического индекса низкий (менее 60) 1 Фруктоза Яблоки Ягоды и фрукты Бобовые Молоко и кисло-молочные продукты, мороженое Гликемический индекс средний (60-85) высокий (более 85) 2 3 Хлеб из цельного зерна Глюкоза, сахароза, мальтоза Макаронные изделия Хлеб ржаной и пшеничный Крупы, злаковые хлопья Кондитерские изделия и сладости Бананы Изюм Специализированные спортивные Картофельные чипсы продукты, содержащие простые сахара и полимеры глюкозы 205 7. Основы специального питания Продолжение табл. 59 1 2 3 Специализированные спортивные продукты, содержащие простые сахара и полимеры глюкозы Молоко и кисло-молочные продукты, мороженое Картофельные чипсы Орехи Виноград Сладкие напитки Томаты Апельсины и их сок Картофель Углеводы с умеренным или высоким гликемическим индексом рекомендуется потреблять в первые 6-24 часа после физической нарузки – для быстрого восполнения запасов гликогена. В более поздние сроки после нагрузки хорошим эффектом в отношении восполнения запасов гликогена обладают сложные углеводы с низким гликемическим индексом. Пища спортсмена перед тренировкой или соревнованием должна быть высокоуглеводной, нежирной (не более 25% по калорийности суточного рациона) и легко переваримой. Активная физическая работа с переполненным желудком может вызвать тошноту, рвоту и нарушение процессов пищеварения, поэтому пищу следует принимать за 3-4 часа до начала соревнования. Такой режим приема пищи позволяет к моменту соревнования прийти с опорожненным желудком и усвоенными пищевыми веществами, с повышенным уровнем гликогена в печени и мышцах и глюкозы в крови. В меню перед соревнованием следует включать хлеб и несдобные хлебобулочные изделия, каши и зерновые хлопья с не слишком жирным или обезжиренным молоком, нежирный йогурт или кефир, отварной картофель, макароны, джем, варенье и другие продукты, богатые сложными и простыми углеводами. За 10-15 минут до продолжительных соревнований следует выпивать 150-200 мл воды. В период соревнований потребление углеводов преследует цель обеспечения достаточным количеством энергии при длительных физических нагрузках (более 1 часа). Наиболее удобным источником энергии в этот период являются напитки, содержащие углеводы и другие пищевые вещества. Потребление углеводов в период длительных соревнований следует поддерживать со скоростью 25-30 г/ мин (1 стакан 5-10%-ного раствора углеводов каждые 15-20 минут). В период реабилитации после соревнований скорость ресинтеза гликогена в мышцах составляет 5% в час от количества израсходованного гликогена, полное восстановление депо гликогена происходит через 2024 часа при условии потребления около 600 г углеводов. Для эффективного и быстрого восстановления запасов гликогена спортсмен должен в течение 30 минут после соревнования потребить 100 г углеводов. Быстрому ресинтезу гликогена способствует добавление 5-9 г белка на каждые 100 г углеводов, потребляемых в первые часы после нагрузки. 206 7.2. Спортивное питание Потребность в белке. Современная наука не подтверждает гипотезу о том, что высокое потребление белка способствует повышению работоспособности и достижению высоких результатов. Обычные рекомендуемые уровни потребления белка (12-15% от общей калорийности рациона) обеспечивают достаточное количество аминокислот для построения и обновления мышечной ткани при непременном условии обеспечения достаточного количества энергии за счет углеводов и жиров. При нагрузках, требующих выносливости, повышается потребность в белке вследствие активации процессов деградации белка в мышце до 1-1,5 г на 1 кг массы при условии достаточного потребления энергии. Установлено, что если потребность в энергии не удовлетворяется хотя бы на 100 ккал в день, то белки начинают расходоваться на энергетические нужды, азотистый баланс становится отрицательным даже при потреблении белка в количестве 2 г/кг массы тела. При силовых нагрузках потребность в белке складывается из потребности для поддержания азотистого баланса и для наращивания мышечной массы тела, которое обеспечивается только при положительном азотистом балансе. Поэтому в начале силовых нагрузок требуется более высокое количество белка. В таблице 60 представлен анализ компонентов, из которых складывается потребность в белке спортсменов-подростков. Таблица 60 – Оценка потребности в белке спортсмена-подростка массой 70 кг Факторы, определяющие потребность в белке Потребность г/сут. Потери азота с мочой, калом, эпидермисом и др. 28,7 30%-ная надбавка на индивидуальную вариабельность 8,6 Обеспечение максимальной скорости роста 4,8 Потери азота с потом при 4 часовой тренировке в теплом помещении 7,5 Обеспечение увеличения мышечной массы 6,8 Поправка на усвояемость белков пищи по сравнению со стандартным белком 8,6 Энергетическое использование белка 39,5 Общая потребность в белке (1,5 г /кг) 104 Таким образом, потребление белка в количестве 1,5 г/ кг при энергозатратах 3500 ккал в сутки составит 100-130 г (12-15% от общей калорийности). Потребность в жирах. Жиры являются основными источниками энергии, вырабатываемой аэробным путем и расходуемой при физической работе мышц легкой и умеренной степени тяжести физической нагрузки. При низкой интенсивности мышечной нагрузки источником энергии являются внутримышечные триглицериды. 207 7. Основы специального питания Запасы гликогена в организме оцениваются в 2500 ккал, а запасы жира у мужчин массой 70 кг могут обеспечить 57000 ккал (10% жира в теле). Существующие рекомендации предполагают потребление атлетами различных специализаций 20-30% жира по калорийности суточного рациона. Низкожировой (до 15% по калорийности) высокоуглеводный рацион имеет значение для таких видов спорта, как гимнастика, гребля, плавание, фигурное катание, бокс, дзюдо, требующих взрывной силы и скорости, когда необходимо анаэробное получение энергии. Потребность в минеральных веществах и витаминах. При нормальной обеспеченности организма витаминами и минеральными веществами достигается максимальная работоспособность. Интенсивная физическая нагрузка повышает потребность в витаминах и минеральных веществах, которая должна обеспечиваться за счет увеличения количества потребляемой пищи. Выполнение интенсивной физической нагрузки повышает потребление киcлорода тканями в 10-15 раз по сравнению с состоянием покоя (фактор развития «окислительного стресса») и индуцирует образование вторичных продуктов перекисного окисления липидов (малоновый диальдегид и диены), особенно у нетренированных людей. Увеличение потребления биологически активных веществ антиоксидантного действия (витамины Е и С, β-каротин, минеральные вещества – селен, органические соединения – глутатион, терпены, фенолы и др.) приводит к уменьшению образования продуктов перекисного окисления липидов, уменьшает повреждение мышечных клеток, улучшает восстановление мышц. КОРОТКО О ГЛАВНОМ 1. Рацион питания спортсменов должен быть построен на обычных доступных продуктах питания, при этом не должны нарушаться основные правила и принципы здорового питания. 2. Высокая потребность спортсменов в углеводах обусловлена необходимостью создания запасов гликогена и быстрого восстановления после тренировок и соревнований. Для видов спорта, требующих выносливости, потребление углеводов должно составлять 60% общей калорийности или 6-8 г/кг массы тела, а для спортсменов других видов спорта – 55% или 5-6 г/кг массы тела. 3. Потребность спортсменов в белке повышается в соответствии с повышением потребности в энергии, обусловленной интенсивностью и тяжестью физических нагрузок ( видом спорта), и составляет 1-1, 5 г/кг массы тела. Эта потребность удовлетворяется при потреблении рациона, включающего животные продукты, в котором за счет белка обеспечивается 12-15% энергии. У спортсменов с низкими энергетическими затратами (1600-2200 ккал) для обеспечения потребления белка в количестве 1-1,2 г/кг массы тела последний должен составлять 15-20% от общей калорийности рациона. При очень высоких энергозатратах, превышающих 4000 ккал, потребность в белке будет удовлетворяться при потреблении около 10% энергии за счет белка. 208 7.3. Принципы радиозащитного питания 4. Рацион спортсменов не должен содержать высокую долю жира по калорийности, так как это приводит к уменьшению доли энергии, потребляемой за счет углеводов или белков. Потребление жиров рекомендуется на уровне 25-30%, но не менее 20% общей калорийности суточного рациона. Две трети жиров должны составлять ненасыщенные жирные кислоты. 5. Хорошо спланированный рацион обеспечивает потребность в витаминах и минеральных веществах. Рекомендуется использовать для гарантийной профилактики развития дефицитных состояний витаминно-минеральные добавки в дозе, примерно равной суточной потребности взрослого человека в микронутриентах. Высокие дозы витаминов и микроэлементов не оказывают никакого эффекта на увеличение работоспособности и результативность спортсменов. 6. Физическая нагрузка приводит к потерям электролитов с потом, при этом потребление их с пищей вполне достаточно для компенсации. Потери жидкости с потом, как минимум, удваивают потребность спортсменов в питье (до 6-7 литров в сутки). В период длительной тренировочной нагрузки потребление жидкости должно составлять 0,5-1 литра в час. Лучше это делать мелкими дозами по 100200 мл через каждые 10-15 минут. 7.3. Принципы радиозащитного питания Важнейшим фактором предотвращения накопления радионуклидов в организме людей является питание. Установлено, что обогащение рациона рыбой, кальцием, фтором, витаминами А, Е, С, которые являются антиоксидантами, неусвояемыми углеводами (пектинами), способствует снижению риска онкологических заболеваний, играет важную роль в профилактике радиоактивного воздействия наряду с радиопротекторами. Основные положения современной концепции радиозащитного питания базируются на следующих принципах: а) максимально возможное уменьшение поступления радионуклидов с пищей; б) торможение процессов сорбции (всасывания) и накопления радионуклидов в организме; в) соблюдение основных принципов рационального питания. ПРИНЦИП РАДИОЗАЩИТНОГО ПИТАНИЯ Ограничение поступления радионуклидов с пищей Ограничение накопления радионуклидов в продуктах Торможение процессов всасывания и накопления радионуклидов в организме Ограничение поступления Создание рационов радионуклидов путем специализированного моделирования питания действия Потребление энергосорбентов Сбалансированность пищевого рациона Рис. 21. Современная концепция радиозащитного питания 209 7. Основы специального питания КОРОТКО О ГЛАВНОМ Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сформулировала основные принципы рационального питания (1991 г.), которые в основном совпадают с принципами рационального питания, разработанными отечественными исследователями. Таблица 61 – Пороги в потреблении пищевых веществ (ВОЗ, 1991 г.) Пороги потребления Пищевые вещества низший порог высший порог Общие жиры, % энергии 15 30 Насыщенные жирные кислоты (ЖК) 0 10 Полиненасыщенные ЖК 3 7 Холестерин, мг/день 0 300 Общие углеводы, % энергии 55 75 Сложные углеводы, % энергии 50 70 Пищевые волокна (некрахмальные полисахариды), г/день 16 24 Общие пищевые волокна, г/день 27 40 Свободные (чистые сахара), % энергии 0 10 Белок, % энергии 10 15 Соль, г/день – 6 Основные положения принципов рационального питания следующие: 1. Употребление разнообразной пищи – одна из заповедей рационального питания. Нет пищи абсолютно «плохой» или «хорошей». Современной науке известны 45 незаменимых пищевых веществ, которые в разных количествах содержатся в различных пищевых продуктах. Каждая группа пищевых продуктов содержит специфический набор необходимых пищевых веществ и определенное количество энергии. Поэтому комбинация продуктов дает полный набор необходимых пищевых веществ. 2. Сбалансированность и умеренность. Это значит, что разные виды продуктов желательно употреблять в умеренных количествах, соответствующих определенным порциям. Необходимо также соблюдать режим питания. Энергетическая ценность дневного рациона должна распределяться следующим образом: завтрак – 25%, обед – 35, полдник – 15, ужин – 25%. Молоко и молочные продукты рекомендуется употреблять не реже 2-х раз в день. Хлеб, крупяные изделия, макароны, сушки, баранки, несдобные булочки – все эти продукты рекомендуется разделять на 6-8 порций-приемов в день. Овощи и фрукты можно потреблять без ограничения, но не реже 2-х раз в день, без добавления жира и жировых заправок. Фрукты и овощи выполняют одинаковые функции в питании, поэтому они взаимозаменяемы. Всего в день рекомендуется 300-400 г овощей и фруктов, не считая картофеля. 210 7.3. Принципы радиозащитного питания Мясо и мясные продукты рекомендуется употреблять 2-3 раза в день. Следует выбирать нежирные сорта мяса, рыбы, птицы или блюда из яиц. Один из приемов мясных продуктов может быть заменен блюдами из бобовых. Не следует рассматривать колбасу и копчености как основное мясное блюдо для ежедневного питания. 3. Ограничить общее потребление жира в целом, а особенно потребление животных жиров и холестерина. Потребление жира должно составлять не более 30% от общей суточной калорийности рациона. Потребление насыщенных животных жиров должно составлять не более 10% от общей калорийности рациона. Это способствует профилактике атеросклерозов сосудов сердца и головного мозга, рака толстой кишки и простаты, предупреждает развитие ожирения, гипертонии, желчнокаменной болезни. Следует выбирать продукты с низким содержанием жира (нежирные сорта мяса, рыбы, курицы, низкожирные молочные продукты). 4. Рекомендуется ежедневное потребление (4 и более раз) овощей и фруктов, особенно желтых и темно-зеленых, продуктов из цельного зерна, бобовых. Потребление растительной пищи обеспечивает организм сложными углеводами (полисахаридами) и пищевыми волокнами, витаминами, минеральными веществами. Следует ограничивать добавление жиров как заправок для салатов из овощей. 5. Потребление белка рекомендуется поддерживать на умеренном уровне. Белок – необходимый пищевой компонент и источник незаменимых аминокислот. Не исключать потребление мяса, рыбы, использовать нежирные сорта этих продуктов, при кулинарной обработке применять минимальное количество жира. 6. Сохранять и поддерживать здоровый вес тела, обеспечивая баланс между количеством потребляемой энергии (количеством пищи) и физической активностью, т.е. затратами. Избыточная масса тела и ожирение повышают риск развития таких заболеваний, как атеросклероз сосудов сердца и мозга, инсулинонезависимый диабет, гипертония, болезни желчевыводящих путей, остеопороз, некоторые формы рака. Медицинские стандарты нормальной здоровой массы тела для взрослого человека определяются по индексу массы тела. Индекс массы тела = масса тела, кг/(рост, м)2. Если величина индекса массы тела взрослого составляет 18,5-20, то масса считается нормальной. При величине индекса массы тела 25-30 констатируется избыточная масса тела, а при величине больше 30 – ожирение. Добиться снижения массы тела можно, только уменьшив потребление калорий, либо увеличив физическую нагрузку. Однако эффективнее всего одновременно осуществлять то и другое. 7. Снизить потребление соли до 6 г и менее в день. Избыточное потребление соли способствует повышению кровяного давления. Следует учитывать, что 50-60% соли содержится в пище и 40-50% добавляется при приготовлении пищи. При выборе соли следует предпочитать йодированную соль. 8. Ограничить потребление чистого сахара. Избыточное потребление сахара способствует неоправданно большому потреблению энергии и перееданию, а также развитию кариеса. 211 7. Основы специального питания 9. Поддерживать достаточный уровень потребления кальция. Кальций необходим для нормального роста и развития скелета и зубов. Особенно необходим кальций подросткам в силу высокой потребности растущего организма. Создающийся в подростковом и молодом возрасте запас кальция в костях, способствующий формированию плотных и прочных костей, служит профилактике развития остеопороза костей. Для нормального обеспечения организма кальцием необходимо потребление молочных продуктов, овощей и зелени. 10. Не следует принимать неоправданно большие дозы препаратов витаминов, витаминно-минеральных комплексов, аминокислот, белков, пищевых волокон и других добавок к пище. Потребление любого пищевого вещества в избыточном количестве не приносит пользы, а скорее вредно. Научные рекомендации не содержат категорических призывов прекратить потребление каких-либо видов пищи или пищевых веществ, либо, напротив, питаться только одним видом пищи. 212 ЛИТЕРАТУРА 1. Булдаков А.С. Пищевые добавки: справ. / А.С. Булдаков. – М.: ДеЛиПринт, 2003. – 436 с. 2. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078. – 01. – М.: 2002. – 56 с. 3. Гудковский В.А. Основные итоги и перспективы научных исследований ВНИИС им. И.В. Мичурина / В.А. Гудковский. – Тамбов: Изд-во ТГТУ. – Т. 1. – 236 с. 4. Мартинчик А.Н. Питание человека (основы нутрициологии) / А.Н. Мартинчик, И.В. Маев, А.Б. Петухов. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2002. – 576 с. 5. Пищевая химия: учеб. для вузов / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др.; под ред. А.П. Нечаева. – СПб.: Гиорд, 2003. – 640 с. 6. Рюбен К. Антиоксиданты: пер. с англ. / К. Рюбен // Наука и жизнь. – 2000. – № 8. – М., 1998. – 224 с. 7. Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика: справ. изд. / И.М. Скурихин, А.П. Нечаев. – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с. 8. Химический состав пищевых продуктов: справ. / под ред.: И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. – М.: Агропромиздат, 1987. – 359 с. 9. Химия пищи: в 2 кн. Кн. 1. Белки: структура, функции, роль в питании / И.А. Рогов, Л.В. Антипина, Н.И. Дунченко и др.. – М.: Колос, 2000. – 384 с. 213 ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Химический состав и энергетическая ценность мяса Продукт Говядина: 1-й категории 2-й категории Содержание в 100 г продукта белка, г жира, г не менее не более 18,6 16,0 20,0 9,8 Энергетическая ценность 100 г продукта ккал кДж 218 168 912 703 Баранина: 1-й категории 2-й категории 15,6 19,9 16,3 9,6 209 166 874 695 Буйволятина: 1-й категории 2-й категории 19,0 20,8 13,2 5,8 195 135 669 565 Верблюжатина: 1-й категории 2-й категории 18,9 19,7 9,4 6,2 160 135 669 565 Конина: 1-й категории 2-й категории 19,5 20,9 9,9 4,1 167 121 699 506 Мясо косули 21,1 6,0 138 577 Мясо кролика 21,1 11,0 183 766 Мясо лося 21,4 1,7 101 423 Мясо поросят 20,6 3,0 109 456 Мясо сайгака 21,2 13,7 208 870 Мясо яка 20,0 3,5 112 469 Оленина: 1-й категории 2-й категории 19,5 21,0 8,5 4,5 155 125 649 523 Свинина: беконная жирная мясная 17,0 11,7 14,3 27,8 49,3 33,3 318 491 357 1331 2154 1496 Телятина: 1-й категории 2-й категории 19,7 20,4 2,0 0,9 97 89 406 372 Ягнятина 17,2 14,1 196 820 214 2. Состав и энергетическая ценность мяса птицы Продукт Содержание в 100 г продукта белка, г жира, г не менее не более Энергетическая ценность 100 г продукта ккал кДж Цыплята-бр.: 1-й категории 2-й категории 18,7 19,7 16,1 11,2 183 127 787 531 Гуси: 1-й категории 2-й категории 15,2 17,0 39,0 27,7 412 317 1723 1326 Гусята: 1-й категории 2-й категории 16,6 19,1 28,8 14,6 326 326 1364 1364 Индейки: 1-й категории 2-й категории 19,5 21,6 22,0 12,0 276 197 1155 824 Индюшата: 1-й категории 2-й категории 18,5 21,7 11,7 5,0 182 134 761 561 Куры: 1-й категории 2-й категории 18,2 21,2 18,4 8,2 241 161 1008 674 Перепелки 18,2 17,3 230 962 Утки: 1-й категории 2-й категории 15,8 17,2 38,0 24,2 405 287 1675 1201 Утята: 1-й категории 2-й категории 16,0 18,0 27,2 20,7 309 258 1293 1079 Грудка цыпленка-бройлера 19,6 4,1 116 485 Четвертина цыпленка-бройлера 16,5 12,6 181 757 Филе куриное 23,6 1,9 113 473 Окорочок куриный 21,3 11,0 185 774 215 3. Химический состав и энергетическая ценность рыбы и рыбопродуктов, г на 100 г продукта Продукт Белок, г Жиры, г Зола, г Энергия, ккал 1. Рыба свежая, охлажденная, мороженая Горбуша 21,0 7,0 1,2 147 Карп 16,0 5,3 1,3 112 Кета 19,0 5,6 1,2 127 Лещ 17,1 4,1 1,1 105 Минтай 15,9 0,9 1,3 72 Окунь морской 18,2 3,3 1,4 103 Окунь речной 18,5 0,9 1,4 82 Пикша 17,2 0,2 1,2 71 Сельдь атлантическая жирная 17,7 19,5 1,5 246 Сельдь атлантическая нежирная 19,1 6,5 1,5 135 Сельдь тихоокеанская жирная 14,0 15,0 1,5 191 Сельдь тихоокеанская нежирная 18,0 7,0 1,5 135 Скумбрия атлантическая 18,0 13,2 1,3 191 Скумбрия дальневосточная 19,3 18,0 1,3 239 Сом 17,2 5,1 1,0 115 Ставрида океаническая 18,5 4,5 1,4 114 Треска 16,0 0,6 1,3 69 Щука 18,4 1,1 1,2 84 Трепанг (мясо) 7,3 0,6 – 35 2. Рыба соленая Горбуша 22,1 9,0 14,8 169 Кета Сельдь атлантическая среднесоленая Сельдь тихоокеанская слабосоленая Треска крупная и мелкая потрошеная без головы 24,3 9,6 11,4 184 17,0 8,5 11,5 145 19,1 17,6 9,4 235 23,1 0,6 15,6 98 216 4. Химический состав и энергетическая ценность пищевых продуктов растительного происхождения (в 100 г ) Углеводы, г крах- клетмал чатка 1 2 3 4 5 6 7 1. Хлеб и хлебобулочные изделия Ржаной из обойной муки 47,0 6,6 1,2 1,2 33,0 1,1 Пшеничный из об. муки 44,3 8,2 1,4 1,3 34,8 1,2 Пшеничный из муки 2 с. 38,2 8,6 1,3 1,5 43,8 0,4 Пшеничный из муки 1 с. 39,1 7,6 0,9 1,1 45,6 0,2 Пшеничный из муки в.с. 37,8 7,6 0,8 0,7 47,9 0,1 2. Макаронные изделия Высшего сорта 13,0 10,4 1,1 2,0 67,7 0,1 1 сорта 13,0 10,7 1,3 2,3 66,1 0,2 Высш. сорта яичные 13,0 11,3 2,1 2,0 66,0 0,1 3. Мука Пшеничная высш. с. 14,0 10,3 1,1 0,2 68,7 0,1 Пшеничная 1 с. 14,0 10,6 1,3 0,5 67,1 0,2 Пшеничная обойная 14,0 11,5 2,2 1,0 55,8 1,9 Ржаная обойная 14,0 10,7 1,9 1,1 55,7 1,8 4. Крупы Манная 14,0 10,3 1,0 0,3 67,4 0,2 Гречневая ядрица 14,0 12,6 3,3 1,4 60,7 1,1 Рисовая 14,0 7,0 1,0 0,7 70,7 0,4 Пшено 14,0 11,5 3,3 1,7 64,8 0,7 Толокно 10,0 11,5 6,0 1,5 48,7 1,9 Овсяные 12,0 11,0 6,1 0,9 48,8 2,8 Овсяные хлопья 12,0 11,0 6,2 1,2 48,9 1,3 «Геркулес» Перловая 14,0 9,3 1,1 0,9 65,6 1,0 Ячменная 14,0 10,0 1,3 1,1 65,2 1,4 5. Овощи Горошек зеленый 80,0 5,0 0,2 6,0 6,8 1,0 Капуста белокочанная 90,0 1,8 0,1 4,6 0,1 1,0 Капуста цветная 90,0 2,5 0,3 4,0 0,5 0,9 Картофель 76,0 2,0 0,4 1,3 15,0 1,0 Лук репчатый 86,0 1,4 – 9,0 0,1 0,7 Морковь красная 88,0 1,3 0,1 7,0 0,2 1,2 Огурцы грунтовые 95,0 0,8 0,1 2,5 0,1 0,7 Перец красный слад. 90,0 1,3 – 5,2 0,1 1,4 Свекла 86,0 1,5 0,1 9,0 0,1 0,9 Томаты грунтовые 92,0 1,1 0,2 3,5 0,3 0,8 Чеснок 80,0 6,5 – 3,2 2,0 0,8 Продукт Вода, г Белки, Жиры, г г 217 сахар Энергия, ккал 8 181 195 233 231 238 337 335 345 334 331 298 293 238 335 330 348 306 303 305 320 324 73 27 30 80 41 34 14 27 42 23 46 Продолжение прил. 4 1 2 Бананы Вишня Слива садовая Рябина черноплодная Яблоки 74,0 85,0 87,0 80,5 87,0 Брусника Земляника садовая Клюква Крыжовник Малина Смородина белая Смородина красная Смородина черная Черника Шиповник свежий Шиповник сухой 86,0 84,5 89,5 83,0 82,0 85,0 85,0 85,0 86,5 60,0 14,0 Белые свежие Белые сухие Грузди свежие Лисички свежие Маслята свежие Опята свежие Шампиньоны свежие 89,4 13,0 88,0 91,0 83,5 90,0 91,0 3 4 6. Фрукты 1,5 0,1 0,8 0,5 0,8 – 1,5 0,1 0,4 0,4 7. Ягоды 0,7 0,5 0,8 0,4 0,5 – 0,7 0,2 0,8 0,3 0,3 – 0,6 0,2 1,0 0,2 1,1 0,6 1,6 – 3,4 – Грибы 3,7 1,7 20,1 4,8 1,8 0,8 1,6 1,1 2,4 0,7 2,2 1,2 4,3 1,0 218 5 6 7 8 19,0 10,3 9,5 10,8 9,0 2,0 – 0,1 0,1 0,8 0,8 0,5 0,5 2,7 0,6 89 52 43 52 45 8,0 6,2 3,8 9,1 8,3 8,0 7,3 6,7 8,0 10,0 21,5 – 0,1 – – – – – 0,6 – – – 1,6 4,0 2,0 2,0 5,1 2,5 2,5 3,0 2,2 4,0 8,6 43 34 26 43 42 38 39 38 44 51 110 1,1 7,6 0,5 1,5 0,5 0,5 0,1 – – – – – – – 2,3 15,9 1,5 0,7 1,2 2,3 0,9 23 152 16 20 9 17 27 5. Химический состав и энергетическая ценность молока и молочных продуктов Продукт Молоко пастеризованное, 3,2% жирности Молоко пастеризованное, 2,5% жирности Углеводы, г лактосахаза роза Энергия, ккал Вода, г Белки, г Жиры, г 88,5 2,80 3,2 4,70 – 58 89,1 2,82 2,5 4,73 – 52 Молоко обезжиренное 91,4 3,0 0,05 4,7 – 31 Сливки 20% жирности 72,8 2,8 20,0 3,7 – 206 Сметана 20% жирности 72,7 2,8 20,0 3,2 – 206 Творог жирный 63,2 14,0 18,0 2,8 – 232 Творог полужирный 70,3 16,7 9,0 2,0 – 159 Творог нежирный 77,2 18,0 0,6 1,8 – 88 Сырки и масса творожные 41,0 7,1 23,0 1,5 26,0 341 Кефир жирный 88,3 2,8 3,2 4,1 – 56 Простокваша обыкн. 88,4 2,8 3,2 4,1 – 58 Ряженка 6% жирности 85,3 3,0 6,0 4,1 – 84 Молоко сухое цельное 4,0 26,0 25,0 37,5 – 476 Молоко сгущенное 73,2 7,0 8,3 9,5 – 140 Сыры твердые Голландский брусковый 40,5 26,0 26,8 – – 352 Костромской 41,5 25,2 26,3 – – 345 Пошехонский 41,0 26,0 26,5 – – 350 Российский 41,0 23,0 29,0 – – 360 Чеддер 39,0 23,5 30,5 – – 379 Швейцарский 36,4 24,9 31,8 – – 396 – – 298 Рассольные сыры Брынза из овечьего молока 49,0 Российский 44,0 22,0 27,0 – – 340 Колбасный копченый 52,0 23,0 19,0 – – 270 Костромской 50,0 20,5 20,0 – – 271 14,6 25,5 Плавленые сыры 219 6. Химический состав и энергетическая ценность сливочного масла Вода, г Белки, г Жиры, г Углеводы, г Энергия, ккал Сливочное несоленое 16,0 0,5 82,5 0,8 748 Сливочное вологодское 16,0 0,5 82,5 0,8 748 Любительское несоленое 20,0 0,7 78,0 1,0 709 Любительское соленое 20,0 0,7 76,5 1,0 700 Крестьянское несоленое 25,0 0,8 72,5 1,3 661 Крестьянское соленое 25,0 0,8 71,0 1,3 647 Топленое 1,0 0,3 98,0 0,6 887 Сливочное бутербродное 35,0 2,5 61,5 1,7 566 Славянское соленое 18,5 0,6 79,2 0,9 719 Продукт 220 7. Содержание витаминов в основных овощах и фруктах Наименование Содержание в 100 г съедобной части продукта ΒФолиевая Витамина Пищевые каротин, кислота, волокна, г С, мг мг мкг Овощи Перец красный сладкий Перец зеленый сладкий Петрушка (зелень) Капуста брюссельская Укроп Черемша Капуста цветная Капуста краснокочанная Шпинат Капуста кольбари Капуста белокочанная Сельдерей Лук зеленый (перо) Горошек зеленый Томаты грунтовые Редис, репа, редька Томаты парниковые Картофель Салат Морковь красная Огурцы грунтовые Морковь желтая 250 2,0 150 1,0 150 5,7 120 0,3 100 1,0 100 4,2 70 0,02 60 0,1 55 2,5 50 0,1 45 0,02 38 4,5 30 2,0 25 0,4 25 1,2 20 0,01-0,05 20 0,5 20 0,02 15 1,75 10 9,0 10 0,06 5 1,1 Фрукты и ягоды Шиповник сухой Смородина черная Смородина красная Облепиха Рябина садовая Земляника садовая Апельсины Яблоки зимние Виноград Вишня 1100 200 25 200 70 60 60 16 6 10 4,9 0,1 0,2 1,5 9,0 0,03 0,05 0,03 0,00 0,1 221 17 10 110 31 27 40 23 17 80 18 10 21 18 20 11 6 − 8 48 9 4 − − 5 3 9 − 10,0 5 2 4 6 1,9 1,9 1,5 1,0 3,5 10, 1,8 1,3 0,5 1,7 2,1 1,0 0,9 1,0 1,2 1,5 1,2 1,8 0,8 2,1 1,2 0,8 8,6 4,2 2,5 5,2 3,2 2,12 2,2 2,0 1,8 1,24 Содержание ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................... 3 1. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПИТАНИЯ (МАКРОНУТРИЕНТОВ)............................. 5 1.1. Белковые вещества............................................................................ 5 1.1.1. Аминокислоты и их биологическое значение ........................ 7 1.1.2. Пептиды ................................................................................... 10 1.1.3. Белки пищевого сырья ............................................................ 11 1.1.4. Ферменты и их использование............................................... 20 1.2. Липиды (Жиры)............................................................................... 25 1.3. Углеводы.......................................................................................... 33 1.3.1. Классификация углеводов ...................................................... 33 1.3.2. Физиологическое значение углеводов................................... 37 1.3.3. Углеводы в пищевых продуктах ............................................ 40 2. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОНУТРИЕНТОВ ....................... 43 2.1. Витамины......................................................................................... 43 2.1.1. Водорастворимые витамины .................................................. 44 2.1.2. Жирорастворимые витамины ................................................. 48 2.1.3. Витаминоподобные соединения ........................................... 51 2.2. Пищевые кислоты .......................................................................... 53 2.3. Минеральные вещества .................................................................. 54 2.3.1. Макроэлементы ....................................................................... 55 2.3.2. Микроэлементы....................................................................... 60 2.4. Биологически активные фитосоединения..................................... 66 3. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ ................................................................................. 73 3.1. Пищевые добавки............................................................................ 73 3.2. Пряности и приправы ..................................................................... 79 4. ПИЩА КАК ИСТОЧНИК ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ....................................... 81 4.1. Природные компоненты пищи, оказывающие неблагоприятное действие ............................................................. 81 4.2. Загрязнители пищевых продуктов................................................. 86 222 5. ГЕННО-МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ ....... 91 5.1. Генно-модифицированные организмы: основные задачи и перспективы .................................................... 94 5.2. Основные принципы создания трансгенных растений................ 95 5.3. Биобезопасность генно-модифицированных организмов ........... 96 5.4. Пищевая токсиколого-гигиеническая оценка трансгенных культур ...................................................................... 99 6. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ..................................................... 103 6.1. Физиологические аспекты химии пищи...................................... 103 6.2. Питание и пищеварение ............................................................... 106 6.2.1. Основные пищеварительные процессы............................... 107 6.2.2. Схемы процессов переваривания макронутриентов .......... 113 6.2.3. Метаболизм макронутриентов ............................................. 116 6.3. Теории и концепции питания....................................................... 120 6.3.1. Основные теории питания .................................................... 120 6.3.2. Концепции питания............................................................... 134 6.3.3. Альтернативные теории питания......................................... 137 6.3.4. Мифы и предрассудки в питании. «Модные» диеты ......... 141 6.3.5. Религия и питание ................................................................. 157 6.4. Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ и энергии......................................................... 165 6.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы пищевых продуктов....................................... 170 6.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты ............................... 172 7. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ....................................................... 184 7.1. Лечебное питание.......................................................................... 184 7.2. Спортивное питание ..................................................................... 203 7.3. Принципы радиозащитного питания........................................... 209 ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................... 213 ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................. 214 223 ПЕТРОВ Олег Юрьевич АЛЕКСАНДРОВ Юрий Александрович МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ И НРАВСТВЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОЛНОЦЕННОГО ПИТАНИЯ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Литературный редактор Е.Г. Смоляр Компьютерная верстка С.А. Окишева Дизайн обложки В.В. Смирнова Тем. план 2008 г. № 151. Подписано в печать 27.01.2010 г. Формат 60х84/16. Усл. печ. л. 13,02. Уч.-изд. л. 8,68. Тираж 100. Заказ № 3201. Оригинал-макет подготовлен к печати в РИЦ и отпечатан ООП ГОУВПО «Марийский государственный университет». 424001, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 1 224 О.Ю. ПЕТРОВ Ю.А. АЛЕКСАНДРОВ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ И НРАВСТВЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОЛНОЦЕННОГО ПИТАНИЯ 225