Файл: пищ химия зачет.docx

Питание – это процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ. Питание является основой для нормального протекания метаболических процессов внутри организма.

Все вещества, входящие в состав пищевых продуктов можно условно разделить на 4 группы:

1. Нутриенты или питательные вещества – включаются в обмен веществ и обеспечивают выполнение основных функций питания. К ним относятся:

а) макронутриенты – белки, жиры, углеводы, макроэлементы, вода, суточная потребность для человека в этих веществах составляет десятки и сотни граммов;

б) микронутриенты – витамины, микроэлементы, биологически активные молекулы, суточная потребность составляет доли грамма.

2. Неалиментарные вещества – не выполняют питательных функций, но могут оказывать влияние на усвоение питательных веществ. К ним относятся: балластные вещества, ароматические, вкусовые вещества, пигменты. По мере развития науки могут пополнять группу нутриентов.

3. Антиалиментарные вещества – существенно снижают степень усвоения или биологический эффект отдельных нутриентов , без проявления общей токсичности. К ним относятся:

а) ингибиторы протеиназ – вещества, снижающие усвоение белков пищи. Например, ингибиторы из сои и бобов; овомукоид из яиц утки и индейки.

б) антивитамины – вещества, обладающие способностью уменьшать или полностью ликвидировать специфический эффект витаминов. Например, тиаминаза сырой рыбы расщепляет витамин В₁; овальбумин сырых яиц – связывает в кишечнике и нарушает всасывание витамина Н.

в) вещества, подавляющие утилизацию минеральных элементов – кальция, железа, цинка. Это - фитин, щавелевая кислота.

Антиалиментарные факторы при полном благополучии химического состава пищевых продуктов способны создавать состояние дефицита отдельных нутриентов и приводить к избирательному разбалансированию рациона питания.

4. Химические и биологические загрязнители пищи – обладают токсичностью.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХИМИИ ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ

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. 560 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. В аспекте биохимии питания все вещества, которые могут быть обнаружены в составе пищевого продукта, в обобщенном виде подразделяют натри основных класса: два класса собственно пищевых (алиментарных: от англ, alimentary - пищевой, питательный) веществ - макро- и 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 на рис. 12.1. Макронутриенты (от лат. "nutritio" - питание) - класс главных пищевых веществ, представляющих собой источники энергии и пластических Рис. 12.1. Модифицированный классификатор основных веществ пиши [А. А. Покровский, 1978] 561 (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 (милли- и микрограммы). Класс микронутриентов объединяет витамины, предшественники 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). Физиологические аспекты основных представителей класса микронутриентов разбирались в соответствующих разделах учебника. 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 представлявшие 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 (см. с. 602). Все естественные биологически активные ингредиенты пищи II и III классов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма, объединяются термином "нутрицевтики" (см. 9.6). Из класса микронутриентов в особую группу, объединяемую названием "парафармацевтики", выделяют вещества пищи, оказывающие выраженное фармакологическое действие (см. рис. 9.13). В группу парафармацевтиков входят биофлавоноиды, гликозиды, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты и многие другие (см. рис. 12.1).

Вопрос 50

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 со слюной и пищеварительными соками - желудочным, поджелудочным и кишечным, объем выделения которых составляет у человека около 7 литров в сутки. Читать полностью:http://valeologija.ru/knigi/aspekti-polnocennogo-pitaniya-petrov/osnovnie-pishevaritelnie-processi

Вопрос 51

Метаболизм макронутриентов

Основными конечными продуктами гидролитического расщепления содержащихся в пище макронутриентов являются 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 данном случае превращение веществ внутри клетки с момента их поступления до образования конечных продуктов. При этих химических превращениях освобождается и поглощается энергия. 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 рис. 12.5-12.7. Метаболизм углеводов связан с образованием глюкозо-6-фосфата, происходящим при фосфорилировании с помощью АТФ поступающей в печень свободной D-глюкозы.

Метаболизм аминокислот может происходить по путям, включающим:

транспорт через систему кровообращения в другие органы, где осуществляется биосинтез тканевых белков;
синтез белков печени и плазмы;
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.

575 Метаболизм жирных кислот по основному пути предусматривает их использование в качестве субстрата энергетического обмена в печени.

невозможно, и уменьшение его массы может достигать очень больших величин, в особенности у сочного сырья (именно поэтому сахарная промышленность работает сезонно) и у проросшего зерна — солода. Таким образом, очевидно, что необходимо хранить сырьё так, чтобы потери, происходящие вследствие дыхания, были минимальными. Во-вторых, дыхание сопровождается изменением состава воздушной среды, окружающей растительное сырьё, вследствие поглощения O2 и выделения CO2. Причём, изменение состава воздуха в хранилище может быть довольно значительным. Известны случаи, когда в хранилищах зерна концентрация CO2 изменялась от 0,03 % (обычное содержание углекислого газа в атмосфере) до 13 %. Прежде всего, это опасно для обслуживающего персонала. Кроме этого, при отсутствии O2 в зерне начинается процесс спиртового брожения, в результате чего накапливается этиловый спирт. Он оказывает отравляющее воздействие на зародыш, который быстро погибает, а это значит, что теряется жизнеспособность зерна. Его уже нельзя использовать как семенной материал. Также, увеличивается расход сырья на получение энергии, за счёт того, что процесс диссимиляции начинает протекать менее эффективно. В-третьих, при дыхании выделяется влага. С повышением влажности создаются благоприятные условия на поверхности сырья для жизнедеятельности микроорганизмов, например плесневых грибов, которые тоже дышат, и таким образом способствуют ещё большему возрастанию интенсивности дыхания. В-четвёртых, при дыхании происходит выделение тепла, т.к. не вся освобождающаяся при аэробном распаде углеводов энергия аккумулируется в виде молекул АТФ, часть её рассеивается в виде тепла. Если зерно, например, плохо проветривать, то тепло может накапливаться, т.е. будет идти процесс его самосогревания, причём температура зерновой массы может достигать большой величины — 70–75 °C. В таких условиях зерно буквально обугливается, а зерновая масса теряет сыпучесть и превращается в тёмный монолит. Такое зерно нельзя использовать ни в качестве семенного материала, ни для пищевых целей. Чтобы предупредить или прервать процесс самосогревания, нужно снизить температуру и влажность зерновой массы, для чего проводят её интенсивную вентиляцию, перелопачивание и т.п. Выделение влаги и тепла, вызываемое дыханием растительного сырья, может являться причиной дальнейшего усиления дыхания. Температура и влажность — важнейшие факторы, от которых зависит интенсивность дыхания. Например, зерно пшеницы с влажностью 15,5 % дышит в 2–4 раза интенсивнее, чем сухое (с влажностью меньше 14 %), а с влажностью, превышающей 17 % — в 20–30 раз интенсивнее. Сухое зерно, по сравнению с влажным, имеет ничтожную интенсивность дыхания (рис. 12). Интенсивность дыхания растительного сырья резко возрастает при появлении в нём свободной влаги, т.к. это вызывает увеличение активности гидролитических и дыхательных ферментов, а следовательно, и увеличение расходования сухих веществ. Влажность, при которой в сырье появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность его дыхания, называют критической. Для каждого вида сырья величина критической влажности устанавливается соответствующим ГОСТом. При повышении температуры до определённого уровня (50 °C) интенсивность дыхания растительного сырья возрастает (рис. 13). Однако дальнейшее повышение температуры приводит к резкому снижению интенсивности дыхания, что связано с нарушением нормального строения и функционирования протоплазмы клеток сырья, с инактивированием ферментов и, в конечном счёте, с отмиранием тканей. Чтобы при хранении растительного сырья не происходило усиление процесса дыхания, необходимо хранить его в сухом состоянии при влажности ниже критической и при низкой температуре (2–4 °C), хорошо проветривать помещение для удаления накапливающихся в нём водяных паров и понижения его температуры, а также по возможности перемешивать хранящееся сырьё.