Основные компоненты и биологически активные вещества пищи

Продукты растительного и животного происхождения являются носителями биологически активных веществ, под которыми в широком смысле слова можно понимать белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные элементы, полисахариды и т.д.

Они обладают достаточно большим набором свойств, оказывающих выраженное влияние на обмен веществ, функции внутренних органов и систем, демонстрируют общеоздоравливающий, профилактический и лечебный эффекты. Остановимся более подробно на основных компонентах и биологически активных веществах пищи.

Белки и аминокислоты

Белки наиболее ценные и незаменимые компоненты пищи. Попадая в организм, они расщепляются под воздействием ферментов до аминокислот, часть из которых распадается на органические кетокислоты. Из них, в свою очередь, вновь синтезируются необходимые организму аминокислоты, белки и вещества белковой природы. Восемь аминокислот не синтезируются организмом и поэтому называются незаменимыми – это изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин. Организм грудных детей не синтезирует гистидин и цистин. При дефиците названных аминокислот в пище может происходить нарушение обмена веществ. Биологическая ценность белков зависит не столько от их аминокислотного состава, сколько от доступности ферментам желудочно-кишечного тракта и степени усвояемости. Следует учесть, что растительные и животные белки не в одинаковой степени усваиваются организмом: белки молока и яиц в среднем на 96%, мяса и рыбы – 95%, хлеба и муки I и II сортов – 85%, овощей – 80%, картофеля – 70%.

Недостаток, как и избыток белка в питании, отрицательно сказывается на обмене веществ и приводит к ряду заболеваний. Характерными признаками белковой недостаточности являются замедление роста и умственного развития, нарушение костеобразования, кроветворения, обмена витаминов. Снижается сопротивляемость к инфекциям. Избыток белка в питании создает нагрузку на печень и почки вследствие большого поступления и выведения азотосодержащих веществ, перевозбуждает нервную систему, может вызвать гиповитаминоз А и В6.

Из-за повышенного содержания нуклеиновых кислот в организме происходит накопление продукта обмена пуринов – мочевой кислоты в суставных сумках, органах и тканях. Последнее служит причиной заболевания суставов, подагры, мочекаменной болезни. Норма потребления белка для молодых взрослых мужчин составляет 1-1,5 г в день на 1 кг массы тела, что соответствует примерно 85 г белка в обычном рационе, в пересчете на идеальный белок – 60 г в день.

В рационе белки должны составлять в среднем 12% калорийности суточного рациона. Рекомендуемая доля белков животного происхождения - 55% от общего их содержания в рационе. На качество и усвояемость белка большое влияние оказывает технологическая обработка сырья и пищевых продуктов. Щадящая кулинарная обработка приводит к разрушению третичной структуры белков, что обеспечивает их большую доступность действию пищеварительных ферментов желудка и кишечника, а следовательно, повышение их усвояемости.

В условиях жесткой и длительной тепловой обработки белки вступают в реакцию с углеводами и другими пищевыми компонентами, образуются соединения, которые не усваиваются организмом, придают пищевому продукту неприятный вкус. В животных, зерновых и зернобобовых продуктах белки составляют 95% всех азотистых веществ, в овощах и фруктах – 30-50%. Некоторые азотистые соединения – пуриновые основания, нуклеиновые кислоты, креатин и нитраты – могут оказывать на организм нежелательное действие. Особенно много пуриновых оснований, креатина и нуклеиновых кислот в печени и почках сельскохозяйственных животных, что требует определенного ограничения в их потреблении.

Ферменты

Относятся к белковым соединениям сложной органической структуры, которые катализируют метаболические реакции в любой клетке любого организма – от одноклеточных микроорганизмов до высших животных. Как биологически активные компоненты пищи интерес представляют ферменты, способствующие улучшению пищеварения. Они используются внутрь одновременно с приемом пищи в случаях, когда выработка собственных ферментов в результате различных причин недостаточна или когда необходимо снизить или поддерживать нормальную массу тела.

Амилаза – фермент, расщепляющий крахмал, способствует утилизации глюкозы.

Пепсин – фермент, расщепляющий белки в кислой среде. Вырабатывается железами слизистой оболочки желудка.

Трипсин – фермент, расщепляющий белки в щелочной среде. Вырабатывается поджелудочной железой.

Папаин – фермент, расщепляющий белки. Содержится в ананасах, бананах, соке дынного дерева, плодах киви, манго, папайи. В ряде случаев из этих плодов его получают в химически чистом виде для медицинских целей.

Бромелайн – протеолитический фермент, как и папаин, содержится в плодах папайи, ананасах, др. тропических растений. Установлено, что этот фермент проявляет антивоспалительное действие на сосуды, снижает свертываемость крови. Поэтому его применяют при флебитах и в качестве средства, снижающего риск развития закупорки кровеносных сосудов. Сходен с действием пепсина и трипсина, благодаря чему используется для улучшения переваривания белков пищи. Проявляет активность в кислой и щелочной средах.

ДНК-аза/РНК-аза – ферменты, расщепляющие ДНК и РНК на составляющие компоненты (рибоза, дезоксирибоза, пиримидин, урацил, аденин, гуанин, пуриновые основания и др.), которые включаются в метаболические процессы и обеспечивают, особенно в пожилом возрасте и при истощающих, длительных заболеваниях, синтез белков для «обновления» тканей и органов.

Супероксиддисмутаза (СОД) – фермент, не относящийся к процессам пищеварения, а выполняющий роль антиоксиданта. Применяется с целью профилактики отрицательного влияния на организм токсических химических веществ, радиоактивных излучений и за счет этого снижающий риск развития онкологических заболеваний. Как и другие антиоксиданты, применяется в качестве общеоздоравливающего средства при длительно текущих заболеваниях, в качестве средства, поддерживающего функцию тканей половых желез, в особенности у мужчин. Специалисты обычно рекомендуют принимать ок. 2000 ЕД фермента в сутки.

Инулиназа – фермент, расщепляющий инулин.

Лактаза – фермент, переваривающий молочный сахар лактозу. С наличием этого сахара в молоке связана непереносимость примерно 20% населения цельного молока. Для снятия этого эффекта применяют данный фермент вместе с употреблением молока.

Липаза – фермент, вместе с желчью переваривающий жиры, способствующий усвоению жирорастворимых витаминов.

ДНК и РНК

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) – сложные органические соединения, присутствующие в ядре любой клетки животных, растительных, микробных и водных организмов. На практике в качестве биологически активных веществ их применяют обычно вместе. Главная их функция в организме – активно поддерживать и стимулировать процессы синтеза белковых веществ, что способствует активации процессов обновления клеток всех тканей и органов. Это важно для людей, страдающих хроническими, длительно текущими, истощающими заболеваниями, а также в случаях травм мягких тканей, после хирургических операций. Применяют их также для снижения скорости старения клеток и тканей. Поэтому ДНК и РНК относят к общеоздоравливающим факторам, в особенности в возрасте после 45-50 лет, к факторам, способным поддерживать сексуальную функцию мужчин, способствующим более долгому сохранению молодости, бодрости, физической и умственной работоспособности. Обычно на суточный прием рекомендуется 324 мг РНК и 32,4 мг ДНК. Такие дозы принято считать оптимальным соотношением данных кислот друг с другом при применении их в качестве биологически активных веществ пищи. Применение этих кислот рекомендовано совмещать с такими минеральными веществами, как кремний, селен, кальций, магний, хром. Жиры (липиды) Эти вещества обладают высокой калорийностью, 1 г – 9 ккал. Вопреки традиционному мнению, роль жиров в питании не ограничивается их энергетической ценностью. Они являются необходимым компонентом многих клеточных структур, особенно мембран, выполняют различные физиологические и биохимические функции, участвуют в усвоении некоторых нутриентов. Жиры - это источник необходимых витаминов и других биологически активных веществ. Жиры бывают животного и растительного происхождения. Типичными представителями животных жиров являются: сливочное масло, говяжье, баранье, свиное сало и костный жир. Наиболее распространенные растительные жиры – подсолнечное, кукурузное, рапсовое, соевое, оливковое масла. Среди масел, используемых в медицинской практике, общеизвестны облепиховое масло (в нем, к тому же, содержится достаточно высокое количество провитамина А – бета-каротина), мятное масло, масло семян бурачника, семян петрушки, масло пшеничных зародышей, других редких и экзотических растений. В состав жиров, как известно, входят триглицериды и липоидные вещества. Триглицериды состоят из глицерина (ок. 9%) и жирных кислот. Липоидные вещества представлены фосфолипидами, стеринами и другими соединениями липидной природы. Фосфолипиды состоят из глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и аминоспиртов. Насыщенные жирные кислоты – пальмитиновая, стеариновая, миристиновая и др. – используются в основном как энергетический материал, содержатся в наибольших количествах в животных жирах, что определяет высокую температуру плавления этих жиров и их твердое состояние. Высокое содержание животных жиров в рационе нежелательно, поскольку при избытке насыщенных жирных кислот нарушается обмен липидов, повышается уровень холестерина в крови, увеличивается риск развития атеросклероза, ожирения, желчно-каменной болезни. Ненасыщенные жирные кислоты подразделяются на мононенасыщенные (содержат одну ненасыщенную водородом связь) и полиненасыщенные (несколько связей). Типичный представитель мононенасыщенных жирных кислот – олеиновая кислота, содержание которой в оливковом масле составляет 65%, в маргаринах – 43-47%, свином жире – 43%, говяжьем – 37%, в сливочном масле – 23%.

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК)

Не синтезируются в организме человека и поэтому относятся к незаменимым в питании веществам. К ним относят линолевую, линоленовую, арахидоновую кислоты. Арахидоновая кислота образуется в организме из линолевой при участии витамина В6. Линолевая кислота дает другие ПНЖК. В состав ПНЖК омега-3 входят: альфа-линоленовая, эйкозапентаеновая, докозагексаеновая кислоты, ПНЖК омега-6 - линолевая, гамма-линоленовая, арахидо-новая кислоты. Рекомендуемое соотношение в рационе омега-6/омега-3 составляет для здорового человека 10:1, рекомендуемое для лечебного питания от 3:1 до 5:1. Основная биологическая роль заключается в структурно-функциональной организация клеточных мембран, биосинтезе экозаноидов – медиаторов реакций метаболизма. Их роль и активность настолько высока, что ПНЖК в последние годы стали относить к витаминам и назвали витамином F. Из других функций ПНЖК можно отметить их способность нормализовать холестериновый обмен и таким образом снижать риск развития атеросклероза и сопутствующих ему сердечно-сосудистых заболеваний. Их прием стимулирует систему иммунологической защиты организма, благотворно влияет на внешний вид кожных покровов, способствует более быстрому лечению воспалительных заболеваний желудка, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, способствует оздоровлению и улучшению функции капилляров, эффективен при лечении сахарного диабета и бронхиальной астмы. Наибольшей биологической активностью обладает арахидоновая кислота, которая образуется в организме из линолевой при участии витамина Вб. Линолевая кислота дает другие полиненасыщенные кислоты. Основным источником линолевой кислоты является подсолнечное масло (60%). Содержание арахидоновой кислоты в пищевых продуктах незначительно и составляет: в яйцах – 0,1%; свиной печени – 0,3%; сердце – 0,2%.

Оптимальная потребность организма в линолевой кислоте – 10 г в сутки, минимальная – 2-6 г. Избыток полиненасыщенных жирных кислот, как и недостаток, отрицательно сказывается на здоровье человека. Фосфолипиды (фосфатиды). По химической структуре – сложные эфиры глицерина и жирных кислот, содержащие фосфорную кислоту и азотсодержащее вещество. Они входят в состав мембран всех клеток человеческого организма и участвуют в липидном обмене, способствуя перевариванию и правильному обмену жиров, в частности, их транспорту из печени в другие участки организма. Недостаток фосфатидов в рационе приводит к накоплению жира в печени, к ее ожирению, а затем циррозу. Фосфатиды участвуют в регуляции обмена веществ, в построении структуры нервной ткани, клеток печени, мозга.

Снижают уровень холестерина в крови и препятствуют его отложению в стенках кровеносных сосудов, что является важнейшей профилактической мерой в отношении развития атеросклероза и сопутствующих ему сердечно-сосудистых заболеваний. Суточная потребность в фосфатидах здорового взрослого человека составляет 5-10 г. Из фосфолипидов в пищевых продуктах встречается главным образом лецитин. Наибольшее содержание фосфолипидов отмечается в: яйцах – 3,4%; нерафинированных растительных маслах – 1-2%; сырах - 0,5-1,1%; мясе – 0,8%; птице – 0,5-2,5%; зерне и бобовых – 0,3-0,9%. Лецитин присутствует во всех клетках организма человека. За счет содержания метильных групп активно проявляет себя в липидном обмене, в частности, предотвращает жировое перерождение печени, обеспечивает нормальное функционирование нервной ткани, повышает умственную работоспособность, положительно влияет на сексуальную активность, способствует снижению уровня холестерина в крови. Источниками лецитина в питании являются: нерафинированные растительные масла, желтки яиц, печень, бобовые, некоторые сырые овощи.

Стерины

В гигиеническом плане наиболее известен бета-ситостерин, основным источником которого является растительное масло. Обладает способностью образовывать с холестерином нерастворимые комплексы, что препятствует всасыванию холестерина и снижает его уровень в крови. В продуктах животного происхождения содержится другой важный стерин – холестерин. Больше всего холестерина содержится в следующих продуктах: яйцах – 0,57%; сливочном масле – 0,17-0,27%; печени – 0,13-0,27%; мясе – 0,06-0,1%; рыбе – до 0,3%. Обычный суточный рацион – в среднем 500 мг холестерина. Известно, что высокий уровень холестерина в крови является фактором риска возникновения атеросклероза, поэтому, при соответствующих заболеваниях, рекомендуют ограничить потребление пищевых продуктов с высоким содержанием холестерина. Животные и растительные жиры в равной степени необходимы человеку.

Животные жиры – это единственный источник витаминов А и D, растительные – витамина Е и бета-каротина. Ограничение жиров в рационе, как и избыток, отрицательно сказывается на нормальном функционировании метаболических систем организма, приводит к возникновению специфических заболеваний. Считается, что оптимальное соотношение животных и растительных жиров должно составлять 70% к 30%, для жирных кислот: 10% полиненасыщенных, 30% ненасыщенных и 60% мононенасыщенных. Для лиц пожилого возраста и предрасположенных к атеросклерозу соотношение растительных и животных жиров должно быть приблизительно равным. Общее содержание жиров в рационе рекомендуют на уровне 30-35% от его калорийности, в весовом соотношении – в среднем 107 г. Это количество может быть несколько увеличено в условиях холодного климата за счет квоты углеводов или соответственно снижено в условиях жаркого климата.

Углеводы

По химическому строению делятся на простые сахара и полисахариды. К группе простых сахаров относят моносахариды (глюкоза, фруктоза, ксилоза, арабиноза), дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза), трисахарид (рафиноза), тетрасахарид (стахиоза). К полисахаридам – гемицеллюлозы, крахмал, инулин, гликоген, целлюлозу, пектиновые вещества, камеди, декстраны и декстрины. В зависимости от участия в обмене веществ углеводы условно можно разделить на усвояемые и неусвояемые. К неусвояемым углеводам относится группа грубых пищевых волокон: целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин; мягких пищевых волокон: пектиновые вещества, камеди, декстраны, а также фитиновая кислота и лигнин (ароматический полимер неуглеводной природы). Усвояемые углеводы дают организму 50-60% от общего числа калорий, несмотря на сравнительно небольшой энергетический коэффициент: 1 г – 4,0 ккал. Суточная потребность взрослого человека в усвояемых углеводах составляет 365-400 г, в том числе 50-100 г простых сахаров. Оптимальное содержание пищевых волокон в суточном рационе – 20-25 г, в том числе клетчатки и пектина – 10-15 г. Глюкоза – усваивается наиболее эффективно и быстро, при наличии соответствующих ферментных систем. Содержание глюкозы в организме зависит от количества углеводов в рационе, в частности самой глюкозы, сахарозы и крахмала. Нормальный уровень глюкозы в крови составляет 80-100 мг/100 мл и регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином.

При недостатке глюкозы ее запасы могут компенсироваться за счет расщепления сахарозы, крахмала, других полисахаридов. Накопление глюкозы в крови до 200-400 мг/ 100 мл приводит к перенапряжению гормональной системы, инсулин начинает вырабатываться в недостаточном количестве, в моче появляется сахар, что свидетельствует о возникновении заболевания – сахарного диабета. В этой ситуации следует ограничить (или исключить) потребление углеводов, вызывающих увеличение сахара в крови, в рационе необходимо использовать заменители сахара и подсластители. Фруктоза – в гигиеническом отношении наиболее благоприятный углевод: не является фактором увеличения концентрации сахара в крови, не вызывает кариеса зубов в отличие от глюкозы и сахарозы. Наибольшее количество фруктозы содержится в меде (ок. 37%), ягодах и фруктах (4-7%). Лактоза (молочный сахар)– основным источником является коровье молоко (ок. 5%). В женском грудном молоке содержится около 8%. В организме расщепляется под воздействием фермента – лактозы. У некоторых людей этот фермент может быть недостаточно активен или отсутствовать, что приводит к непереносимости молока. Таким людям рекомендуют кисломолочные продукты, в которых лактоза частично потребляется кефирными дрожжами. Кроме того, молочнокислые бактерии и дрожжи обладают способностью подавлять деятельность кишечной микрофлоры, развивающейся в условиях большого количества лактозы и приводящей к обильному газообразованию (вспучиванию живота).

Полисахариды

Относятся к природным полимерам моносахаридов, соединенных гликозидными связями в линейные или разветвленные комплексы. Они составляют основу клеточных стенок растений, входят в состав растительных и животных клеток, выполняя различные физиологические и биохимические функции.

Полисахаридам придается большое значение в профилактике многих заболеваний желудочно-кишечного тракта, диабета, желчно-каменной и мочекаменной болезней, аппендицита, атеросклероза, опухолевой патологии, нарушений обмена веществ, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и мн.др. Они стимулируют моторно-секреторную и эвакуаторную функцию кишечника, способствуют выведению из организма токсических веществ, продуктов обмена веществ, холестерина, тяжелых металлов и радионуклидов. Благодаря тому, что они являются пищей для сапрофитной микрофлоры толстого кишечника, эти вещества поддерживают ее оптимальный состав и жизнеспособность. Нарушение состава кишечной микрофлоры может провоцировать развитие различных заболеваний, существенно снижать иммунитет и резко повышать риск развития онкологической патологии. Крахмал занимает в рационе 80% от общего количества потребляемых углеводов. В организме гидролизируется до мальтозы, внедряющейся в дальнейшие обменные процессы. Основным источником является картофель, злаковые культуры. Характеризуя это соединение с точки зрения биологических эффектов, можно отметить, что для него наиболее характерно обволакивающее действие. В процессе термической обработки с водой крахмал образует вязкие растворы, которые, попадая на воспаленные слизистые оболочки кишечника, обволакивают их, образуя практически малопроницаемую для раздражающих веществ пленку.

Такого рода слизи способствуют уменьшению всасывания из кишечника токсических веществ, выведению чужеродных веществ, в т.ч. солей тяжелых металлов, радионуклидов, других токсичных соединений. Гликоген - наиболее распространенный полисахарид. Содержание гликогена в печени составляет в среднем 5%, мышечной ткани – 0,7%. Клетчатка – основной компонент грубых пищевых волокон, является обязательным фактором процесса пищеварения: нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника, способствует нормальному продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту, тем самым препятствуя задержке каловых масс в толстой кишке. Последнее имеет важное значение в профилактике рака толстой кишки. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина, создает чувство насыщенности. Установлено, что дефицит клетчатки в рационе способствует ожирению, развитию желчно-каменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний и др. Вместе с тем избыток клетчатки снижает усвояемость пищевых веществ на 5-15%, связывает некоторые витамины и минеральные вещества, провоцирует понос. Наибольшее количество клетчатки содержится в сушеных овощах и фруктах (1,6-6,1%), свежих ягодах (2-5%), овощах (1-5%).

Пектин – как и клетчатка, не усваивается организмом человека, однако этот углевод является спутником в осуществлении большинства полезных физиологических функций. Имеются данные о благоприятной роли пектина при отравлении токсичными металлами, в подавлении развития гнилостных микроорганизмов. Значительный уровень пектина – в свекле, черной смородине, яблоках, сливе (около 1%).

Инулин – полисахарид, состоящий из фруктозных остатков. Это вещество в больших количествах представлено в земляной груше, корнях лопуха, обнаружено оно и в корнях цикория. Инулин может быть использован в питании лиц, больных диабетом, ожирением, во многих других случаях, когда ограничивается потребление глюкозы.

Камеди – это затвердевший сок фруктовых деревьев (чаще всего вишневых и черешневых), появляющийся в местах травмы коры дерева. По химическому составу представляют гетерополисахариды, кислотность которых обусловлена присутствием уроновых кислот. При растворении в воде они образуют вязкие, клейкие, коллоидные растворы. Такие их свойства используются в медицине, в частности, в гастроэнтерологии при лечении воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта (гастриты, колиты, этероколиты, язвенные заболевания кишечника и др.).

Слизи – как пектин и камеди, это сложные смеси кислых и нейтральных гетерополисахаридов (состоят из пентозидогексоз). Они более широко представлены в растениях, в т. ч. пищевых, и имеют существенно большее значение, чем камеди. Применяются в тех же случаях, что пектины и камеди. Из пищевых продуктов слизи в наибольшем количестве содержатся в овсяной крупе, геркулесе, рисе, перловой крупе. Из лекарственных растений – в льняном семени, корне алтея, семенах подорожника.

Источник: vozz.org