Неорганические компоненты пищи

Вода является важной составной частью человеческого тела, в среднем в состав организма человека входит около 65% воды.

Вода необходима для нормального протекания всех жизненно важных процессов: пищеварения, всасывания, удаления отходов, кровообращения. Она растворяет вещества и помогает протеканию всех химических реакций в организме, служит смазочным материалом в суставах и местах соприкосновения различных органов; равномерно распределяет теплоту, предохраняя организм от перегрева и охлаждения, участвует в реакциях гидролиза сложных органических веществ.

Вода входит в состав всех органов и тканей. Она составляет до 80% протоплазмы клеток, 85% ее входит в состав головного мозга, 76% - в мышцах, в костях и зубах воды содержится около 20%

Человек остро реагирует на нарушение водного баланса своего организма: потеря 6-8% воды вызывает полуобморочное состояние; потеря 10% приводит к нарушению глотательного рефлекса, затем начинаются галлюцинации, а при потере 20% воды человек погибает.

Суточная потребность человека близка к 40 г на каждый килограмм массы его тела, что для взрослого человека составляет около 2500 мл. 1300 мл воды поступает в организм в виде различных напитков, примерно 850 мл – в составе различных продуктов и 350 мл – это вода, которая образуется в организме за счет окисления белков, жиров и углеводов. Примерно такое же количество воды ежесуточно выводится из организма: около 1500 мл выделяется почками, примерно 150 мл – пищеварительным трактом, около 500 мл – испарением через кожу и 350 мл – в процессе дыхания.

Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание влаги в них колеблется в широких пределах:

мясо – 65-75%

молоко – 88-92%

фрукты, овощи – 70-95%

мука – 12-15%

сахар-песок – 0,15%

Вода в пищевых продуктах играет важную роль, т.к. обусловливает консистенцию и структуру продукта. Известно, что существует взаимосвязь между влагосодержанием продуктов и их сохранностью. Однако, часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному, в обеспечении их устойчивости при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги.

Свободная влага – это влага, не связанная полимерами продукта и доступная для протекания химических, биохимических и микробиологических процессов. Связанная влага – это ассоциированная вода, связанная с различными компонентами – белками, жирами и углеводами за счет химических и физических связей. Связанная влага имеет уменьшенную молекулярную подвижность, не может служить растворителем для добавленных в продукт веществ, не замерзает при температуре –40 °С.

Наиболее прочно связанной является так называемая органически связанная вода. Она представляет собой очень малую часть воды в пищевых продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов. Другой весьма прочно связанной водой является близлежащая влага, представляющая собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводных компонентов. К монослою примыкает мультислойная вода, образующая несколько слоев за близлежащей водой. Хотя мультислой – это менее прочно связанная влага, чем близлежащая, она все же еще достаточно тесно связана с неводными компонентами. Кроме того, небольшое количество воды в пищевых продуктах может иметь уменьшенную подвижность из-за нахождения воды в капиллярах.

Минеральные вещества составляют 0,7-1,5% съедобной части пищевых продуктов. Они не обладают энергетической ценностью как белки, жиры и углеводы. Однако, жизнь человека без них невозможна. Опыты на животных показали, что исключение минеральных веществ из корма приводит к более быстрой гибели, чем полное голодание.

Минеральные вещества выполняют в организме человека многообразные и очень важные функции: входят в состав протоплазмы клеток; выполняют пластические функции построения костной и зубной ткани; входят в состав ферментов; нейтрализуют кислоты, образующиеся в организме в процессе обмена веществ; необходимы для нормальной работы ряда систем организма – нервной, мышечной и др.; обеспечивают работу желез внутренней секреции; участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают процесс свертывания крови.

В зависимости от содержания того или иного химического элемента в организме человека их подразделяют на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Макроэлементы присутствуют в организме в количествах, измеряемых целыми процентами или десятыми долями процентов. Это кальций, фосфор, калий, сера, магний, натрий, хлор и др. Микроэлементы входят в состав организма в количествах, измеряемых миллиграмм-процентами, - железо, медь, цинк, йод, фтор, кобальт и др. Ультрамикроэлементы содержатся в организме человека в еще меньших количествах, а некоторые – в виде следов. К ним можно отнести молибден, серебро, золото, ванадий и др.

Макроэлементы

Кальций. Общее содержание кальция в организме человека составляет около 1,2 кг, причем свыше 98% приходится на долю скелета. Он составляет основу костной ткани, активирует деятельность ряда ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Потребность человека в кальции составляет около 800 мг в сутки. Источниками кальция для нашего организма служат различные молочные продукты, особенно сыры и творог, а также питьевая вода, зеленый лук, петрушка, фасоль.

Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, костной ткани в организме. Соединения фосфора принимают участие в обмене энергии. АТФ-аденозинтрифосфорная кислота – это аккомулятор энергии в организме, с ее превращениями связана мышечная и умственная деятельность. Суточная потребность в фосфоре – 1200 мг. В наибольших количествах фосфор содержится в рыбе, бобовых культурах, сырах, хлебе. Для правильного питания важно соотношение кальция и фосфора в рационе, оно должно составлять 1:1,5. При избытке фосфора происходит выведение кальция из костей, при избытке кальция возникает мочекаменная болезнь.

Натрий находится в организме во внеклеточной жидкости. Он поддерживает на нужном уровне осмотическое давление в тканевой жидкости и крови, участвует в передаче нервных импульсов и регулировании кислотно-щелочного равновесия. Натрий повышает активность пищеварительных ферментов и способствует удержанию влаги в организме. Суточная потребность в натрии удовлетворяется 7-8 г поваренной соли. Избыточное потребление соли вызывает повышение кровяного давления, увеличивается нагрузка на почки, осложняется деятельность сердечно-сосудистой системы.

Калий. Практически весь калий, содержащийся в организме, сосредоточен внутри клеток. Он необходим для поддерживания нормального осмотического давления внутри клетки, передачи нервных импульсов, поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме. Калий необходим для нормальной деятельности сердечной мышцы и ряда ферментов. Он способствует выведению из организма воды, хорошо всасывается в кишечнике. Суточная потребность в калии составляет 2-4г. Источниками калия являются продукты растительного происхождения: чернослив, изюм, курага, орехи, картофель, капуста, фасоль.

Магний играет важную роль в минеральном обмене, особенно в обмене кальция, необходим для построения скелета. Он является активатором ряда ферментов, снимает спазмы кровеносных сосудов, оказывает сосудорасширяющее действие.

Магний нормализует возбудимость нервной системы, способствует снижению холестерина в крови, угнетает рост некоторых злокачественных новообразований, способствует выведению из организма вредных соединений, образующихся в процессе обмена веществ. Суточная потребность в магнии 0,4-0,5 г. Он содержится в продуктах растительного происхождения – абрикосах, пшеничных отрубях, различных крупах, бобовых, черносливе.

Хлор участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы крови, активирует ряд ферментов. Потребность в хлоре составляет около 5 г в сутки. Основное количество хлора человек получает с поваренной солью.

Сера входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот, в состав некоторых гормонов и витаминов. 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.

Микроэлементы

Железо участвует в образовании гемоглобина крови, некоторых ферментов. Потребность человека в железе составляет 14 мг в сутки. В легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени, яичном желтке. Из растительных продуктов железо содержится в ягодах, овощах, хлебопродуктах, но оно находится в виде труднорастворимых солей и усваивается только на 10%.

Цинк входит в состав гормона-инсулина, многих ферментов, очень важен для нормальной функции эндокринных желез, синтеза белков, процесса оплодотворения клеток. Недостаток цинка у детей замедляет рост и половое развитие. Суточная потребность в цинке составляет 5,5-22 мг. В наибольших количествах содержится в печени и бобовых культурах.

Медь принимает участие в процессах кроветворения, углеводном обмене в организме, соединения меди являются катализаторами ряда процессов в клетках. Медь в небольших количествах входит в состав всех тканей организма, но наиболее заметные ее количества в печени и головном мозге. Она входит в состав некоторых ферментов. Суточная потребность в этом элементе составляет около 2 мг. Источниками меди являются такие пищевые продукты как печень, яичный желток, зеленые овощи.

Йод – необходимый элемент, участвующий в образовании гормона-тироксина. При недостаточности йода развивается зобная болезнь – заболевание щитовидной железы. Потребность в йоде колеблется в пределах 100-150 мкг в день. Наиболее богаты йодом продукты моря: печень трески, морская капуста. В регионах, где наблюдается недостаток йода, проводится йодирование соли и других пищевых продуктов.

Фтор играет важную роль в пластических процессах роста костной ткани и зубной эмали. Некоторое его количество находится в щитовидной железе. При недостаточном поступлении фтора наблюдается кариес зубов. Суточная потребность – 1 мг. Основной источник фтора - питьевая вода.

Кобальт способен избирательно угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей и их размножение. При его недостатке в организме нарушаются функции центральной нервной системы. Потребность в кобальте – 100-200 мкг в сутки. Больше всего этого элемента содержится в говядине, винограде, зеленых овощах.

Большинство микро- и ультрамикроэлементов являются токсичными веществами при употреблении их в больших количествах. В настоящее время существует опасность загрязнения пищевых продуктов токсичными элементами, в частности, ртутью, свинцом, хромом, оловом, цинком и др., поэтому содержание этих элементов в продуктах ограничивается. Особенно строго ограничивается содержание ртути, кадмия, свинца и мышьяка.