Материал: А26875 Колодязная В. С., Пищевая химия

2. Основы питания и биохимия пищеварения

2.1. Основы питания

Употребление пищевых продуктов организмом человека называется питанием.

Питание представляет собой сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и ассимиляции органических веществ, участвующих в покрытии энергетических затрат, построении и возобновлении клеток и тканей тела, регуляции функций организма.

Все вещества, необходимые для поддержания жизни, здоровья и работоспособности человека организм получает с пищей.

Пища представляет собой сложный комплекс химических веществ, отличающихся различной структурой, свойствами и выполняющих определенные физиологические функции в организме человека [10].

Пища человека должна содержать более шестисот веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Каждое из этих веществ занимает свое место в сложной гармонии биохимических процессов. Около 96% получаемых с пищей органических и неорганических соединений обладают теми или иными лечебными свойствами. Поэтому здоровье человека во многом зависит от количества и соотношения этих веществ в рационе питания.

Международные организации ФАО и ВОЗ постоянно проводят анализ состояния отдельных сторон питания, прогнозируют его развитие, разрабатывают нормы и критерии потребления основных пищевых веществ и энергии, необходимой для обеспечения полноценного здоровья.

Питание является основным фактором, обеспечивающим оптимальный рост и развитие человеческого организма, его трудоспособность, адаптацию к воздействию различных условий внешней среды. Фактор питания оказывает определяющее влияние на длительность жизни и активную деятельность человека. В процессе питания пища превращается из внешнего во внутренний фактор, элементы пищи служат источником энергии физиологических функций и структурных элементов тела человека. Поэтому развитию теории и практики питания населения уделяется пристальное внимание многих ученых нашей страны и других стран мира.

Питание должно быть организовано таким образом, чтобы оно обеспечивало гармоничное развитие и слаженную деятельность организма. Для этого пищевой рацион должен быть сбалансирован по количеству и качеству пищи с потребностями человека соответственно его полу, профессии, возрасту и состоянию здоровья.

Предметом науки о физиологии питания является определение потребности организма в пищевых веществах (нутриентах), необходимых в качестве источников энергии для процессов жизнедеятельности, непрерывного обновления химических структур клеток, тканей, функций сложных физиологических систем.

Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные системы, содержащие в качестве основных компонентов ограниченный ряд ингредиентов (нутриентов, от греч. слова nutrition  питание).

По международной классификации к макронутриентам  группе главных пищевых веществ  относятся белки, жиры, углеводы, макроэлементы. Они являются главными источниками энергии и питательных веществ для организма.

К микронутриентам относятся биологически активные вещества: витамины, ферменты и микроэлементы.

Вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, но не используемые организмом в процессе жизнедеятельности, называются неалиментарными. К ним относятся вещества, формирующие вкус и запах, а также различные консерванты, антиоксиданты, структурообразователи и т.п. Некоторые вещества, относящиеся к макро- и микронутриентам, не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Эти компоненты называются эссенциальными (незаменимыми).

Все химические вещества пищи условно могут быть разделены на три основные группы. Первую группу представляют природные компоненты пищевых продуктов, специфические для определенного вида продуктов животного и растительного происхождения. Вторую и третью группы составляют вещества, попадающие в пищевые продукты из окружающей среды: контаминанты (загрязнители) биологической или химической (антропогенной) природы; пищевые добавки  вещества, специально вносимые в продукты питания для достижения определенных технологических эффектов.

Следует отметить, что понятия "вредности" и "безвредности" химических веществ, входящих в состав пищевых продуктов, довольно относительны, так как при определенных условиях обычные и даже незаменимые компоненты пищи могут быть токсичными для организма, а некоторые ядовитые вещества используются в лечебных целях.

Физиологическая потребность человека в пище  это объективная величина, определяемая природой и не зависящая от человеческих зна-ний, ее нельзя нормировать и рекомендовать. Физиологическая потребность зависит от множества условий. Большинство их постоянно меняется, и точно сбалансировать питание на каждый момент жизни невозможно. Но организм обладает специальными регуляторными механизмами, позволяющими использовать из принятой пищи и усваивать необходимые пищевые вещества в таком количестве, которое ему требуется в данный момент. Однако регуляторные способности организма имеют определенные пределы, особенно в детском и пожилом возрасте. Кроме того, многие пищевые вещества (некоторые витамины, незаменимые аминокислоты и др.) человеческий организм не в состоянии синтезировать в процессе обмена веществ, поэтому недостаток этих веществ должен быть восполнен за счет питания. В противном случае могут возникнуть болезни, связанные с неполноценным питанием.

В физиологии питания используется понятие "рекомендуемая норма потребления", которая устанавливается на основании изучения физиологической потребности. Рекомендуемая норма потребления пищевых веществ должна учитывать индивидуальные физиологические потребности отдельных людей. Согласно определению ФАО-ВОЗ, "рекомендуемое количество потребления пищевых веществ... является таким количеством, которое достаточно для поддержания нормального здоровья почти у всех людей"[2].

Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ (в отличие от энергии) превышают среднюю физиологическую потребность на величину 2G, что обеспечивает перекрытие возможного разброса индивидуальных физиологических потребностей. Становится очевидным ненужность детализации рекомендуемых размеров потребления по узким группам населения в виде точных цифр.

2.1.1. Основы рационального питания

Питание, в котором обеспечено оптимальное содержание и соотношение пищевых и биологически активных веществ, проявляющих в организме максимум своего полезного действия, называется рациональным.

Рациональное питание включает в себя соблюдение трех основных принципов [2, 10].

1. Обеспечение баланса энергии, поступающей с пищей и расходуемой человеком в процессе жизнедеятельности.

2. Удовлетворение потребности организма в определенных пищевых веществах.

3. Соблюдение режима питания.

Первый принцип. Вся необходимая организму человека энергия поступает исключительно с пищей, белки, жиры и углеводы которой расщепляются до простых соединений. Последние используются для синтеза жизненно необходимых веществ или в итоге дают энергию в форме АТФ, диоксида углерода и воду.

Организм человека расходует полученную с пищей энергию по трем направлениям:

1. О с н о в н о й о б м е н  это минимальное количество энергии, необходимое человеку для обеспечения процессов жизнедеятельности в состоянии полного покоя. Основной обмен принято рассчитывать на "стандартных" мужчину (возраст 30 лет, масса 65 кг) и женщину (возраст 30 лет, масса 55 кг). У "стандартного" мужчины он составляет, в среднем, в сутки, 1600 ккал, у женщины  1400 ккал.

Основной обмен рассчитывается на один килограмм массы тела с учетом того, что в один час расходуется одна килокалория. В организме детей основной обмен в 1,3  1,5 раза выше, чем у взрослых.

2. Р а с х о д э н е р г и и н а п р о ц е с с ы у т и л и з а ц и и п и щ и. Из курса биохимии известно, что на распад белков, жиров и углеводов в организме затрачивается определенное количество энергии в виде АТФ. Переваривание белков увеличивает основной обмен на 30  40%, жиров  на 4  14%, углеводов  на 4  7%.

3. Р а с х о д э н е р г и и н а м ы ш е ч н у ю д е я т е л ь н о с т ь. При различных видах физической деятельности расход энергии различен: у людей, не имеющих физической нагрузки, он составляет 90  100 ккал/ч, при занятии физкультурой  500  600 ккал/ч, тяжелым физическим трудом и спортом  более 600 ккал/ч.

Второй принцип заключается в том, что устанавливается оптимальное соотношение количества белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и пищевых волокон.

В табл. 1 даны интервалы величин в зависимости от пола, возраста и интенсивности трудовой деятельности (составлены на основе норм физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения) [2].

Соотношение основных пищевых веществ, в процентах к калорийности рациона, составляет: белок  15; жир  35, углеводы  50. Предлагаемые нормы являются развитием формулы сбалансированного питания А. А. Покровского, приведенной в литературе [11].

Таблица 1

Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для взрослого человека (1859 лет)



* В скобках представлена усредненная потребность

Нормы разработаны коллективом ученых под руководством института гигиены питания РАМН. Это государственный нормативный документ, определяющий величины оптимальных потребностей в пищевых веществах для различных групп населения.

При составлении норм учитываются особенности химического состава белков и жиров животного и растительного происхождения, уделяется особое внимание незаменимым факторам. Так, в рационе питания незаменимые аминокислоты в сумме должны составлять 36% от общего содержания аминокислот в питании взрослого человека и 4%  для детей.

Большое значение имеет сбалансированность незаменимых аминокислот, особенно соотношение таких эссенциальных аминокислот, как триптофан, метионин и лизин.

При недостаточном содержании в организме эссенциальных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) возникают кожные заболевания и различные злокачественные новообразования.

Важное значение имеют растительные жиры, так как они содержат в большом количестве полиненасыщенные жирные кислоты, а также фосфолипиды, необходимые для обновления клеток и внутриклеточных структур. Желательно, чтобы растительные жиры в пищевом рационе составляли не менее 30% от общего количества жиров. Оптимальным считается следующее соотношение жирных кислот в пищевом рационе: насыщенные жирные кислоты  30%, мононенасыщенные  10%. Повышенное содержание жиров, и особенно насыщенных жирных кислот животных жиров, способствует развитию атеросклероза и ишемической болезни сердца.

Углеводная часть рациона человека состоит в основном из крахмала (365400 г), не включает в себя целлюлозу, гемицеллюлозу, пектиновые вещества, моно- и дисахариды (сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу и другие). Содержание моно- и дисахаридов в суточном пищевом рационе не должно превышать 50100 г, причем важно, чтобы это количество равномерно распределялось по отдельным приемам пищи. Избыточное содержание простых углеводов, особенно сахарозы, может вызвать ряд заболеваний человека, так как она быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте на молекулы глюкозы и фруктозы. Глюкоза легко всасывается в кровь, что резко влияет на углеводный и липидный обмен в организме, а с другой стороны, оказывает существенное влияние на синтез и секрецию целого ряда гормонов.

Установлено, что оптимальным в рационе здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов 1,2 : 1,2 : 4.

В рацион здорового человека обязательно должны входить пищевые волокна и прежде всего такие растительные волокна, как пектиновые вещества и клетчатка. Рекомендуемое потребление этих веществ составляет 2025 г в сутки, в том числе 1520 г клетчатки и 810 г пектиновых веществ. Растительные волокна улучшают работу желудочно-кишечного тракта.

Исключительно важное значение имеет количество и соотношение витаминов, провитаминов и витаминоподобных веществ в суточном рационе человека. Как следует из табл. 1, эти компоненты пищи требуются организму в очень небольшом количестве, так как обладают высокой биологической активностью. При составлении рациона следует иметь в виду, что многие витамины, особенно витамин С, легко окисляются при приготовлении пищи или переработке пищевого сырья.

Как следует из табл. 1, в суточном рационе питания человека учитываются макро- и микроэлементы, которые, как и витамины, не обладают энергетической ценностью, но принимают участие в различных обменных процессах организма. При составлении рациона следует иметь в виду, что избыточное количество некоторых элементов может способствовать проявлению токсических свойств, поэтому содержание их регламентируется медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества [12].

Третий принцип  режим приема пищи. Основой режима питания являются физиолого-биохимические реакции, сущность которых заключается в следующем: клетки пищевого центра коры больших полушарий головного мозга способны возбуждаться под влиянием определенных факторов. К последним относятся снижение концентрации пищевых веществ в крови, освобождение желудка и другие, что сопровождается появлением аппетита.

В основу режима питания положены четыре основных принципа:

 регулярность питания  прием пищи в одно и то же время, что определяется условно-рефлекторными реакциями организма: выделение слюны, желудочного сока, желчи, ферментов, т. е. всего комплекса факторов, обеспечивающих нормальное пищеварение;

 дробность питания в течение суток; здоровому человеку рекомендуется трех-четырехразовое питание с возможным дополнительным приемом пищи (сок утром, стакан молочнокислого продукта перед сном и т.д.);

 соблюдение принципа рационального подбора продуктов при каждом приеме пищи для обеспечения благоприятного соотношения в рационе основных пищевых веществ;

 разумное распределение количества пищи в течение дня; завтрак и обед должны обеспечивать более 2/3 рациона, ужин менее 1/3.

Принципы рационального питания могут быть откорректированы в зависимости от меняющейся психологии человека, условий его проживания и трудовой деятельности.

Наряду с перечисленными принципами, важная роль при рациональном питании отводится органолептическим достоинствам пищи, обеспечивающим ее переваривание и усвоение. При этом учитываются методы технологической обработки пищевого сырья, обеспечивающие удаление вредных веществ и не вызывающие снижение пищевой ценности продуктов, а также исключающие образование токсичных веществ.

Институтом питания РАМН предложены ориентировочные размеры потребления пищевых продуктов в среднем на душу населения России (табл. 2) [2].

Как и нормы физиологической потребности в пищевых веществах и энергии, размеры потребления пищевых продуктов могут пересматриваться и уточняться.

Нормы, приведенные в табл. 2, служат для выполнения следующих работ:

 планирования, производства и потребления продуктов питания;

 оценки резервов продовольствия;