Файл: Витамины и минеральные вещества пищевых продуктов: классификация, значение для организма человека (Классификации и свойства витаминов и минеральных веществ).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной темы курсовой работы заключается в том, что витамины в жизни человека являются незаменимым аспектом и нехватка этого аспекта приводит к множественным проблемам, главная из которых – заболевания.

В отличие от других незаменимых пищевых веществ (аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии. Их основные функции сводятся к участию в работе биокатализаторов (в качестве коферментов), участию в регуляции (в качестве гормоноподобных соединений), подавлению образования свободных радикалов. Каждый витамин выполняет присущую только ему специфическую функцию и не может быть заменен другим веществом. Если в организме не хватает какого-либо витамина, всегда возникают сбои или более серьезные нарушения в обмене веществ, что приводит к заболеваниям, причина которых обусловлена витаминной недостаточностью.

К таким заболеваниям относятся, например: болезнь Бери-Бери (дефицит витамина В₁), которая сопровождается потерей веса, слабостью, болями, повреждениями головного мозга, нарушениями сердечного ритма и сердечной недостаточностью, и если не лечить авитаминоз, то болезнь приводит к летальному исходу. Парестезия (дефицит витамина В₅), данный витамин содержится почти в каждом продукте, и его дефицит наблюдается у людей, которые голодали или были волонтерами в определенных медицинских исследованиях, а также у людей на ограниченной диете с очень небольшим количеством пищи. Недостаток витамина B₅ вызывает хроническую парестезию. Парестезия очень похожа на ощущения онемения, которое люди иногда испытывают, когда говорят «мурашки по коже» или когда конечности «немеют». Такого рода ощущения совершенно нормальны, однако при дефиците витамина В₅ это происходит постоянно. Рахит (дефицит витамина D), нехватка этого витамина приводит к тому, что мышцы и кости становятся мягкими, а это может вызвать постоянную деформацию мышц и костей у детей. Рахит наиболее часто встречается у детей и младенцев, которые плохо питаются или не выходят подолгу из дома.

Эти и многие другие болезни, и нарушения, возникают в организме человека, если он откажется от употребления витаминов, поэтому каждый, чтобы быть здоровым, нуждается в обязательном регулярном приеме дополнительного количества витаминов для поддержания их баланса в организме.

Целью данной курсовой работы является рассмотрение теоретических основ, классификации и значения витаминов и минеральных веществ для организма человека.

Задачи курсовой работы:

• изучить биологическую ценность витаминов и минеральных веществ, как важнейших составляющих продуктов питания;
• рассмотреть классификацию и свойства витаминов и минеральных веществ;
• проанализировать биологическую активность пищевых товаров, определяемую витаминным и минеральным составом;
• показать значение витаминов и минеральных веществ в питании человека;
• сравнить характеристики витаминного и минерального состава исследуемых образцов.

Объекты исследования: образец молока марки «Вкуснотеево», жирностью 3,2% пастеризованное и образец кефира марки «Домик в деревне», жирностью 1%.

Предмет исследования: образцы молочных продовольственных товаров.

Метод исследования: органолептический метод оценки качества исследуемых товаров.

Глава 1. Теоретические основы биологической ценности витаминов и минеральных веществ, как важнейшей составляющей продуктов питания

1.1 Классификации и свойства витаминов и минеральных веществ

«Витамины – это незаменимые в питании человека вещества, они способствуют нормальному обмену веществ, росту организма, повышают сопротивляемость его к заболеваниям. При длительном отсутствии витаминов в пище возникают тяжелые заболевания, которые называются авитаминозы, при их недостатке возникают гиповитаминозы, а в случае избыточного поступления в организм они приводят к гипервитаминозу. Большинство витаминов обозначают буквами латинского алфавита, но установлены также наименования витаминов по их химическому составу».^[1]

В 1880 году российский ученый Николай Иванович Лунин впервые доказал, что помимо известных составных частей, таких как белки, липиды и углеводы, пища должна содержать дополнительные пищевые факторы, без которых организм не может существовать. По предложению польского исследователя Казимира Функа, проводившего опыты по выделению из рисовых отрубей активного начала, эти дополнительные факторы пищи были названы витаминами (витамины – «амины жизни»). И, действительно, первый выделенный и изученный витамин тиамин (В₁) является амином.

От других незаменимых веществ (аминокислот и жирных кислот) витамины отличаются следующим:

1. они не являются источником энергии;
2. они не входят в структуры клеток и тканей;
3. обладают высокой биологической активностью;
4. имеют разнообразную химическую структуру;
5. каждый витамин выполняет свою специфическую функцию.

Вместе с тем, многие витамины входят в состав сложных ферментов, то есть непосредственно участвуют в ускорении биохимических реакций.

Все витамины условно делятся на водорастворимые (С, Р, РР, группы В и др.), жирорастворимые (А, Э, Ю, К), и витаминоподобные вещества. И для того, чтобы узнать об их свойствах более подробно, следует охарактеризовать каждую группу витаминов отдельно.

«Водорастворимые витамины – это витамины, которые растворяются в воде и из пищи поступают сразу в кровь. Они не накапливаются в тканях и достаточно быстро выводятся из организма. С одной стороны, такие свойства позволяют избежать их избытка в организме, а с другой их постоянно образующийся дефицит приходится восполнять. Поэтому в ежедневное меню стоит включить продукты, богатые водорастворимыми витаминами».^[2]

Водорастворимые витамины подразделяются на:

1. Витамин B₁ (тиамин). По физическим свойствам этот витамин является бесцветным кристаллическим веществом, неустойчивым к воздействию температуры и легко растворяющимся в воде. Для употребления выпускается в виде инъекционного раствора и таблеток. Что касается природного вещества, то самыми богатыми источниками витамина В₁ считаются растительные продукты (бобовые, семена, орехи, дрожжи и морские водоросли). В меньшем количестве тиамин содержится в цельнозерновом хлебе и рисе, а в ничтожных концентрациях вещество найдено в овощах (горохе, помидорах, спарже, картофеле, баклажанах и шпинате). Тиамин необходим для правильной работы многих функций организма. Так, большое значение он имеет в углеводном, белковом и липидном обмене организма. Витамин влияет на мембранную проницаемость клетки, не позволяя продуктам перекисного окисления наносить токсический вред организму, на нервный и психоэмоциональный аспект жизнедеятельности, концентрируя внимание, ускоряя процессы мышления, улучшая память и настроение. Кроме того, он повышает способность человека к обучению и нормализует работу нейронов мозга. Необходим витамин и для нормальной работы сердечной мышцы, потому что он устраняет аритмию. Вещество также снижает негативное воздействие вредных привычек на организм.
2. Витамин B₂ (рибофлавин). Этот витамин часто называют самым значимым веществом для красоты, потому что от его содержания в организме зависит качество эпидермиса. Соединение оказывает терапевтическое действие при лечении многих отклонений практически всех систем организма. Витамин известен как пищевой компонент Е101. По свойствам это водорастворимое кристаллическое соединение ярко-желтого цвета в виде игольчатых кристаллов с горьким вкусом. Как и многие витамины группы В, рибофлавин устойчив в кислом растворе и нестабилен в щелочном. Кроме того, вещество устойчиво к действию температур. Часть витамина синтезируется в кишечнике организма. К наиболее богатым веществом продуктам растительного происхождения относят: арахис, миндаль, крупы, ростки пшеницы, капусту, помидоры и др. Среди синтетических аналогов отмечают витамины В₂ в таблетках и в составе витаминных комплексов, инъекционных растворах и глазных каплях. Витамин участвует в процессах кроветворения и формирования иммунных антител, поддерживает репродуктивную систему человека, нормализует деятельность щитовидной железы и регулирует рост организма в детский и подростковый период. За счет повышения поглощения кислорода клетками витамин улучшает состояние эпидермиса и его производных (ногтей и волос). Рибофлавин снижает пагубное действие токсинов и ядов на организм, особенно на систему дыхания, принимает участие в образовании гормональных веществ, нормализует течение беременности. Эффективен при заболеваниях суставов, белокровии, болезни Аддисона и лучевых поражениях.
3. Витамин B₃ (витамин PP, никотиновая кислота, ниацин). Вещество представляет собой слабокислый кристаллический порошок белого цвета без выраженного запаха. Растворяется в водных, уксусных и спиртовых средах. Витамин достаточно устойчив, хорошо переносит воздействие высокотемпературного нагревания, ультрафиолетового излучения, не распадается в растворах практически любой кислотности. Никотиновая кислота преимущественно встречается во всех продуктах с высоким содержанием витамина B. Наибольшее количество витамина B₃ отмечается в ржаном хлебе, гречневой крупе, печени и почках, нежирные сорта мяса, фасоли и грибах. Кроме того, ниацином богаты хлебопекарные и пивные дрожжи, яйца (особенно яичные желтки), молоко, рыба, лесные орехи и бобовые. Много витамина B₃ содержится в арахисе, семенах подсолнечника, пророщенной пшенице, горохе. Витамин нормализует уровень сахара в крови, является участником жизненно важных окислительно-восстановительных процессов в организме, оказывает противовоспалительное действие, понижает давление в сосудах и способствует их очищению, участвует в тканевом дыхании организма и способствует восстановлению поврежденной хрящевой ткани.
4. Витамин B₆ (пиридоксин). По строению все соединения группы В₆ являются химическими производными вещества пиридин.^[3] По физическим свойствам является кристаллическим веществом белого цвета, обладающим высокой растворимостью в воде и спирте. Неустойчив пиридин к тепловому воздействию, длительному хранению на воздухе или в растворе. Негативно на деятельность соединения влияют эстрогены и алкогольная продукция. К продуктам, наиболее богатым витамином B₆ относятся: пивные дрожжи, молоко, печень, яйца, дыня, чеснок, почки, сердце, тунец, брокколи, спаржа, цветная и брюссельская капуста. Также витамин B₆ присутствует в фундуке, моркови, клубнике, крупах, пророщенном зерне и грецких орехах. Пиридоксин положительно влияет на состояние людей, больных диабетом, за счет снижения их потребности в инсулине. Если необходимая дозировка пиридоксина была рассчитана неверно, данное состояние может привести к падению содержания сахара в крови. Витамин B₆ эффективен в терапии лейкопении, гепатитов, анемии, токсикоза беременных, кожных и невралгических заболеваний, а также помогает облегчить симптомы болезни Меньера, воздушной и морской болезни.
5. Витамин B₇ (биотин, витамин H). В свободном состоянии витамин Н представляет собой кристаллическое соединение, хорошо растворимое в водных средах. Является очень активным веществом. Повышенное употребление биотина показано людям с сахарным диабетом любой стадии, микозами, эпилептикам, младенцам, беременным и тем, у кого в результате приема антибиотиков нарушается нормальное функционирование флоры организма. Витамин B₇ незаменим при синтезе жирных кислот организма, обеспечивает правильный рост новых клеточных систем, улучшает состояние волос и кожных покровов.
6. Витамин B₉ (фолиевая кислота). Вещество представлено в виде желто-оранжевого кристаллического порошка с гигроскопичными свойствами. Фолиевая кислота в больших количествах поглощает водяной пар и воду, но в спиртовой среде остается нерастворимой. Витамин B₉ способен синтезироваться организмом в кишечнике, однако значительную часть соединения человек получает непосредственно из продуктов питания. Наибольшее количество фолиевой кислоты обнаруживается в зеленых овощах с ботвой, в выпечке из муки грубого помола, бобовых, моркови, печени, дрожжевых продуктах, орехах. Также в достаточной концентрации фолиевая кислота находится в бананах, яичном желтке, лососе, апельсинах, молоке, тунце, сыре, абрикосах и дыне. Витамин B₉ повышает невосприимчивость организма к инфекциям, повышая иммунные способности, улучшает работу сердечно-сосудистой системы организма, влияет на рост и правильное формирование всех видов тканей. При достаточном употреблении витамина В₉ нормализуется кроветворная функция, стабилизируется механизм работы лейкоцитов, повышается его эффективность, а также поддерживается в здоровом состоянии печень и полностью система пищеварения.
7. Витамин B₁₂ (кобаламин, цианокобаламин). Цианкобаламин является веществом с самой сложной организацией структуры среди витаминов. Устойчив к термическому воздействию, имеет высокую водную растворимость. Неустойчив витамин к воздействию алкоголя, эстрогенов, препаратов снотворного действия, разрушается при воздействии кислот и щелочей любой концентрации. Среди продуктов, в которых отмечено наибольшее содержание витамина B₁₂, можно назвать: говядина, рыба, морепродукты, молоко и др. В основном полезное действие цианкобаламин оказывает на процесс кроветворения, стимулируя образование эритроцитов и формирование структур ДНК. Влияет на процессы, которые подвергаются быстрому изменению состава, в иммунной и кровеносной системах. Способствует быстрому обновлению эпидермиса и слизистой желудка.
8. Витамин P (рутин, биофлавоноиды). Витамин представляет собой кристаллическое вещество. Он может иметь разные оттенки (от оранжевого до желто-зеленого). Особенного специфического запаха не имеет, но у него присутствует особенный, не похожий на что-либо другое вкус. Витамин P выполняет сразу несколько полезных функций в организме. Например, оказывает укрепляющее действие на капилляры и стенки сосудов, предотвращая их ломкость. Именно поэтому у людей, потребляющих достаточное количество витамина Р, синяки образуются намного реже. Аналогичное действие наблюдается и тогда, когда у человека кровоточат десны, вещество не только устраняет неприятные симптомы, но и предотвращает их появление. Очень важен витамин и в борьбе с онкологическими заболеваниями, так как вещества, входящие в его состав, купируют быстрое размножение раковых клеток. Особенно это касается патологий, связанных с состоянием молочной железы или кроветворной системы.
9. Витамин C (аскорбиновая кислота). Вещество зарегистрировано как биологически активная добавка к пище. По структуре аскорбиновая кислота является хорошо растворимым в воде и спирте веществом. Витамин C имеет мощные антиоксидантные свойства, которыми обуславливается его полезное воздействие на организм. Аскорбиновая кислота значительно повышает сопротивляемость иммунитета инфекциям, что минимизирует риск последствий от попадания в организм вирусов или бактерий. Вещество также хорошо заживляет раны и царапины на коже и слизистых оболочках, повышает зрение, замедляет протекание процессов угасания организма и понижает отравляющее действие алкоголя или наркотических веществ.

«Жирорастворимые витамины — это витамины, которые влияют на обменные процессы путем усиления синтеза многих важных биополимеров (белков, нуклеиновых кислот), участвуют в процессах свертывания крови, фоторецепции».^[4] К жирорастворимым витаминам относятся витамины такой категории как A, D, E и K. Эти витамины усваиваются в желудочно-кишечном тракте вместе с жирами и вместе с этими жирами они запасаются в организме в жировых депо. И пока человек не принимает решение похудеть, то есть избавиться от лишнего жира, этих жирорастворимых витаминов в нашем организме вполне предостаточно и их не нужно пополнять каждодневно.

Рассмотрим более подробную классификацию жирорастворимых витаминов:

1. Витамин А позволяет сохранить зрение, помогает строить мышцы и участвует в процессе запасания гликогена, то есть энергетического депо.
2. Витамин D крайне важен для занимающихся фитнесом людей. Он участвует в абсорбции кальция и фосфора. Кальций участвует в мышечных сокращениях, то есть если в организме человека будет недостаточно кальция, то мышцы просто не смогут нормально сокращаться. Фосфор нужен для получения АТФ^[5] (аденозинтрифосфат) и дальнейшего получения энергии для тренировок.
3. Витамин Е является самым популярным жирорастворимым витамином, потому что он является антиоксидантом. Антиоксидант связан с таким понятием как свободный радикал, сам же свободный радикал – это продукт жизнедеятельности клетки. В процессе клеточного дыхания, то есть окисления белков, жиров и углеводов, образуются свободные радикалы, не устойчивые молекулы – это свободные радикалы, у которых не хватает одного электрона и в попытках этот недостающий электрон заполучить они бомбардируют другие молекулы клетки и делают эти молекулы свободными радикалами.

В общем, создаётся цепная реакция и в результате такой цепной реакции клетка погибает. С этим связан процесс старения и такие заболевания как рак, а антиоксидант даёт свободный электрон этой нестабильной молекуле, тем самым она становится нормальной, но антиоксидант при этом не становится свободным радикалом.

1. Витамин К относится к жирорастворимым витаминам и представляет собой группу витаминов, необходимых человеку для синтеза определенных белков, отвечающих за свертываемость крови. Этот витамин играет важную роль в костном метаболизме, работе почек и соединительной ткани. Он связывает ионы кальция, без него свертываемость крови может быть нарушена и могут происходить неконтролируемые кровотечения. Низкий уровень витамина К также ослабляет кости и способствуют кальцификации артерий и других мягких тканей, повышает риск переломов и травм костей.

Витаминоподобные вещества (холин, карнитин, биотин, оротовая кислота, биофлавоноиды и др.) – это соединения животного или растительного происхождения, которые по своему физиологическому воздействию схожи с витаминами. Могут быть жирорастворимыми и водорастворимыми. Витаминоподобные вещества играют важную роль в мыслительной деятельности человека, обменных процессах, защите клеток от негативного ультрафиолетового воздействия. Также они могут останавливать или замедлять образование злокачественных клеток. Витаминоподобные вещества способны синтезироваться в организме и поступать вместе с некоторыми продуктами питания, также их добавляют в витаминные комплексы.

Витаминоподобные вещества подразделяются на:

1. Витамин B₁₁ (карнитин). Представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде, но плохо растворяющийся в спиртовой среде. Неустойчив к термической обработке. Вещество улучшает сердечную деятельность, снижает холестериновый уровень в крови, стабилизирует пищеварительные процессы, повышает стрессоустойчивость.
2. Витамин B₁₃ (оротовая кислота). Вещество имеет кристаллическую структуру. В несвязанном состоянии представлено в виде порошка белого цвета, имеющего хорошую растворимость в водных средах, особенно, если вода горячая. Оротовой кислотой богата сывороточная жидкость, жидкая фракция прокисшей или свернувшейся молочной продукции, пивные и хлебопекарные дрожжи, плодовые части растений. Вещество также присутствует в печени, твороге, молозиве. Витамин В₁₃ эффективен для грудных детей, имеющих те или иные заболевания эпидермиса (нейродермиты, ихтиозы, псориазы и экземы). Применяется он и для восстановления после приема тяжелых препаратов (антибиотиков, стероидных гормонов, делагила, сульфаниламидов и резохина).
3. Витамин B₁₅ (пангамовая кислота, пангамат кальция). Вещество имеет водорастворимую структуру. Хорошо кристаллизуется при высушивании и выпаривании. Витамин B₁₅ является эфирным соединением, так как образуется вследствие взаимодействия диметилглицина и глюконовой кислоты. Витамин В₁₅ является компонентом окислительно-восстановительных реакций, нормализуя кислородное питание клеток и их очистительные функции. В присутствии витамина B₁₅ устраняется гипоксия тканей, снижается холестериновый уровень в крови и на стенках сосудов, происходит нормализация жирового обмена, что способствует увеличению длительности функционирования клеток.
4. Витамин B₁₇ (амигдалин, лаетраль). Соединение вещества носит название амигдалин (производное от соединения цианида и бензальдегида). В природном виде содержится в абрикосовых косточках. Витамин B₁₇ имеет водорастворимую кристаллическую структуру и горький вкус. Вещество обладает выраженным лечебным эффектом в терапии онкологических заболеваний. Также лаетраль эффективен в профилактике процессов старения, ускоряет метаболические преобразования в организме и может действовать как слабое обезволивающее.