Химия пищевых веществ и питания человека

2.4 Оптимальное соотношение белковых компонентов в рационе

Белки пищевых продуктов состоят из 8 незаменимых для человека (взрослого) аминокислот и 12 заменимых. Для нормального питания необходимо определенное количество как незаменимых, так и заменимых аминокислот. Требуемое соотношение незаменимых и заменимых аминокислот зависит от возраста. Незаменимые аминокислоты в сумме должны составлять примерно 40% от суммы аминокислот в питании детей дошкольного возраста, 36%- в питании взрослого, т.е. при суточной норме белка 80-90 гр. (для взрослого) должно потребляться около 30 гр. незаменимых аминокислот в оптимальном соотношении. Однако общее содержание незаменимых аминокислот не может считаться удовлетворенным, если хотя бы одной аминокислоты в белке будет меньше установленного оптимального количества. Соотношение заменимых аминокислот по некоторым данным тоже имеет значение, однако, не такое серьезное. Белок, который содержал бы все незаменимые и заменимые аминокислоты в оптимальном соотношении, или так называемый идеальный белок, в природе не встречается. Однако белки животного происхождения, содержащиеся в мясе, рыбе, птице, яйцах, молоке и молочных продуктах, считаются полноценными, потому что незаменимых аминокислот в них столько же или больше, чем в идеальном белке. Растительные белки в своем подавляющем большинстве являются неполноценными, так как они содержат некоторые незаменимые аминокислоты в значительно меньших количествах, чем идеальный белок. Например, в белках пшеницы и ржи, а, следовательно, и в белках пшеничного и ржаного хлеба содержится недостаточное количество лизина (почти в два раза меньше оптимального), а также треонина, изолейцина и валина. В повседневной жизни человек использует для питания смесь белков, которая обычно включает как животные, так и растительные белки. Эта смесь не является идеальной, и принято считать, что ее биологическая ценность составляет 70% , если за 100% принять биологическую ценность идеального белка. Таким образом, суточная потребность человека в белке зависит от качества белка. Чем более неполноценным являются потребляемые белки, тем выше должна быть суточная норма (до разумного предела), и, наоборот, чем ближе по составу потребляемые белки к идеальному белку, тем ниже должна быть эта норма (теоретически 53-63 гр.).[4] Хотя растительные белки не полноценны, они играют существенную роль в питании человека. Оптимальное соотношение животных и растительных белков находится в пределах от 60:40 до 50:50 (в зависимости от качества растительного белка), а в среднем составляет 55: 45. Очень важное значение имеют растительные жиры, так они содержат в большом количестве полиненасыщенные жирные кислоты (незаменимые пищевые вещества), а также фосфолипиды, необходимые для обновления клеток и внутриклеточных структур. Желательно, чтобы растительные жиры составляли в пищевом рационе человека не менее 30% общего количества жиров. Как свидетельствует мировая статистика, доля жиров в суточном рационе населения высокоразвитых стран постоянно увеличивается (например, в нашей стране она составляет в среднем 30% по калорийности). Это объясняется высокой энергетической ценностью, вкусовыми качествами жиров, доступностью их при благосостоянии народа. Однако повышенное содержание жиров в пищевом рационе, особенно насыщенных жиров животного происхождения, способствует развитию таких заболеваний, как атеросклероз и ишемическая болезнь сердца. Оптимальным считается следующее соотношение жирных кислот в пищевом рационе: насыщенные жирные кислоты-30%, мононенасыщенные( типа олеиновой кислоты ) –60%, полинасыщенной-10%. Этого можно достичь, если соотношение растительных и животных жиров в рационе будет соответствовать 3:7.

2.5 Оптимальная потребность в углеводах

 Углеводная  часть пищевого рациона человека (365-400 гр.) состоит преимущественно из крахмала, но включает также целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин, ди- и моносахариды (сахарозу, фруктозу, глюкозу, лактозу и др.). Потребление сахара (сахарозы) и кондитерских изделий (содержащих большое количество сахара) неуклонно возрастает, что становится опасным для здоровья, т.к. сахароза быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте на молекулы глюкозы и фруктозы, а глюкоза легко всасывается в кровь, и вызывает секрецию инсулина (специфического гормона) поджелудочной железы. Когда количество попадающей в кровь глюкозы слишком велико, происходит усиленная секреция инсулина, который, с одной стороны, резко влияет на углеводный и липидный обмен в организме, а с другой стороны, оказывает существенное действие на синтез и секрецию целого ряда других гормонов, т.е. может весьма значительно изменить нормальный гормональный статус организма человека, поэтому рекомендуется, чтобы содержание моно- и дисахаридов в суточном пищевом рационе не превышало 50-100 г (50 г для тех, кто занимается легким физическим трудом, 100 г для занятых тяжелым физическим трудом), причем важно, чтобы это количество более или менее равномерно распределялось по отдельным приемам пищи. Установлена прямая зависимость между потреблением сахара и возникновением кариеса зубов. Чрезмерное потребление сахара является фактором риска при расположенности к сахарному диабету.[3]

2.6 Оптимальная потребность в пищевых волокнах

 В рацион  здорового человека обязательно  должны входить так называемые  пищевые волокна и, прежде всего такие растительные волокна, как пектин и клетчатка, рекомендуемое потребление этих веществ составляет 10-15 гр. в сутки (в том числе 9-10 гр. клетчатки и 5-6 гр. пектиновых веществ). Растительные волокна улучшают моторную функцию желудочно-кишечного тракта, способствуют ликвидации застойных явлений в кишечнике. Обнаружена обратная зависимость между их содержанием в пище и частотой возникновения толстого кишечника.[3]  
 

2.7 Потребность в витаминах

В далеком и  даже сравнительно недавнем прошлом  людей подстерегали тяжелые бедствия в результате развития гипо и авитаминозов (гиповитаминоз - начальная стадия авитаминоза). Такие тяжелые заболевания, как цинга, пеллагра, рахит, полиневрит, некоторые виды анемии (малокровие) и гемофилии (усиленного кровоточивости ), а также многие другие возникали в результате резкого уменьшения в пищи тех или иных витаминов. В настоящее время эти заболевания встречаются относительно редко благодаря широкой пропаганде медицинских знаний и соответствующим мероприятиям органов здравоохранения. В наши дни серьезные опасения вызывает увеличение некоторых лиц и даже групп населения вегетарианством, когда в организм человека, не поступает, витамин В12 и создаются предпосылки для развития анемии и других патологических симптомов недостаточности этого витамина. Надо сказать, что в период хранения овощей, фруктов и других продуктов питания в них происходит неуклонное снижение содержания витаминов. Поэтому в странах умеренного и холодного климата в зимне-весенний период, когда содержание их в пищевых продуктах снижено, можно применять (но только по совету врача) имеющиеся в аптеках поливитаминные препараты, естественно, в тех дозах, которые диктуются этикеткой.

2.8 Потребность в минеральных веществах

Обычный набор в пищевых продуктах, включающий достаточное количество овощей, фруктов, хлеба, молока. Как правило, удовлетворяет потребности организма человека во всех необходимых ему минеральных веществах. В нашей стране и во многих других странах выявлены те районы и области, в почве которых содержалось пониженное количество того или иного минерального вещества, что приводило к недостаточному потреблению этого вещества населением и к развитию определенных патологических симптомов. Поэтому в продукты массового потребления стали добавлять недостающие минеральные вещества, например в поваренную соль вводят йод (для правильного функционирования щитовидной железы) или в воду – фтор (для профилактики кариеса зубов).[3]

Суточная  потребность в  пищевых веществах  и энергии взрослого  человека:

В этой таблице  приведены данные усредненной потребности  в основных пищевых веществах  и энергии для взрослого человека 18-29 лет  (усредненная потребность - среднеарифметическая величина между потребностями мужчины и женщины). Питание человека существенно меняется в различные периоды жизни, что связано с изменениями, физиологических функций и обмена веществ в организме. Так, в организме детей кроме процессов восстановления происходят также процессы роста, поэтому потребности детей в основных пищевых веществах и энергии в расчете на 1 кг. массы тела значительно выше, чем у взрослых. Абсолютные нормы потребностей детей в пищевых веществах и энергии находятся в прямой зависимости от массы, тела которая, в свою очередь, зависит от возраста. Важно отметить, что для детей незаменимыми являются не 8, как для взрослого человека, а 10 аминокислот, т.к. в организме детей не может происходить образование гистидина, а также взаимного преобразования метионина в цистин. Поэтому дополнительными незаменимыми аминокислотами для детей являются гистидин и цистин. Повышенные требования предъявляются к питанию новорожденных детей, поскольку у них недостаточно совершенная пищеварительная система. Самой природой был создан замечательный, идеальный продукт для новорожденных - женское молоко, содержащее все необходимое для их жизни и развития. В состав женского молока входят наиболее легкоусвояемые белки с необходимым количеством незаменимых аминокислот; жиры с незаменимыми, а также легкоусвояемыми жирными кислотами; углеводы, витамины, минеральные вещества. В женском молоке имеются уже готовые антитела к различным анти генам (чужеродным клеткам или чужеродным соединениям), а также ферменты, способствующие правильному пищеварению. Кроме того, женское молоко содержит ростовые вещества, благоприятные для умственного развития детей. С возрастом снижается потребность в белках, жирах, углеводах и энергии. Это и понятно: ведь уменьшается интенсивность обменных процессов и физическая активность. В то же время потребность в витаминах снижается менее значительно, а для половины витаминов остается постоянной, так же как и для минеральных веществ. Разнообразие пищи - залог здоровья.[4] В природе не существуют продукты, которые содержали бы все необходимые человеку компоненты (за исключением материнского молока, но только для новорожденных). Поэтому только комбинация разных продуктов лучше всего обеспечивает организму доставку с пищей необходимых ему пищевых веществ. При большом разнообразии продуктов организму для оптимального функционирования легче выбрать необходимые вещества. Более всего это относится к микрокомпонентам пищи, таким, например, как витамины и микроэлементы. Процессы усвоения и обмена микрокомпонентов часто резко активируются в присутствии других пищевых веществ, иногда нескольких. Все это говорит в пользу разнообразия пищевых продуктов в нашем рационе. История знает много примеров, когда массы людей страдали различными заболеваниями только из-за того, что питались преимущественно одними и теми же продуктами. Так было открыто большинство гипо и авитаминозов (например, авитаминоз РР, когда в ряде районов Среднего Востока население питалось преимущественно кукурузой или сорго; авитаминоз В1, когда в Японии питались преимущественно полированным рисом, и т.д..). Ряд эндемичных (т.е. свойственных определенной местности) заболеваний связан с избытком или недостатком микроэлементов, находящихся в почве. Соответственно в одних случаях эти микроэлементы попадают, в других не попадают в растительные продукты (например, случаи недостатка йода или фтора в питании населения некоторых областей нашей страны и т.д.). Разнообразие продуктов в известной мере обеспечивает и их гигиеническую безопасность. В связи с развитием химизации сельского хозяйства и усиливающимся отрицательным влиянием промышленности на окружающую среду в отдельных районах могут накапливаться и попадать в пищевые продукты различные вредные для здоровья вещества (пестициды, соединение свинца и т.д.). Конечно, содержание этих веществ контролируется органами здравоохранения, но нелишне дополнительно обезопасить себя, разнообразить свое питание. Совершенно исключено, чтобы все продукты, произведенные даже водной и той же местности, а одинаковой степени накапливали вредные вещества. Разнообразие продуктов в любом случае «разбавляет» концентрацию этих веществ до безопасного уровня. Поэтому разнообразие в питании не только положительно влияет на пищевую ценность, но и лучше обеспечивает безопасность от вредных веществ, которые могут случайно попасть в продукты питания. Организм человека выработал защитную реакцию на однообразную пищу – «приедаемость», связанную с потерей аппетита. С другой стороны, разнообразная пища часто вызывает повышенный аппетит, большее выделение пищеварительных соков, лучшую усвояемость пищевых веществ. Организм человека как бы сам показывает, что разнообразное питание более правильное, более физиологичное. Некоторые люди проповедуют хотя и разнообразное, но раздельное питание, т.е. рекомендуют потреблять каждый пищевой продукт, но в отдельности, а не в сочетании с другими продуктами в один прием, как это обычно принято. В качестве доказательства своей правоты сторонники раздельного питания указывают на то, что углеводы начинают перевариваться уже в ротовой полости в щелочной среде, а белки – в желудке, в кислой среде, и эти два процесса друг другу мешают. Прием несколько повышенного количества жира вообще задерживает эвакуацию пищи из желудка (этот факт, действительно, установлен наукой), и это тоже, говорят они, мешают усвоению белков и углеводов. Следует заметить, что основное переваривание и белков, и жиров, и углеводов происходит в тонком кишечнике под влиянием ферментов, содержащихся главным образом в панкреатическом соке. Все эти ферменты проявляют оптимальное действие в слабощелочной среде и никак не мешают один другому. В ответ на поступление пищевой массы из желудка, в двенадцатиперстную кишку, в последней, рефлекторно выделяется уже готовый, панкреатический сок с богатым набором пищеварительных ферментов. Если же в желудке было только одно мясо (белок) или один картофель (углеводы), то в первом случае будут «работать» только ферменты, расщепляющие белки, во втором случае – ферменты, расщепляющие углеводы, тогда как все остальные ферменты останутся «безработными». Поэтому наиболее благоприятным с точки зрения «работы» всех ферментов панкреатического сока является прием максимально разнообразной пищи, содержащей оптимальные соотношения белков, жиров и углеводов.[4] Это важно еще и потому, что в данном случае в лимфу и в кровь одновременно поступают и аминокислоты, и жирные кислоты, и моносахариды, т.е. «строительные материалы» и носители энергии. Поступление в кровь только «строительного материала», несомненно, создает трудности для организма. Что касается тормозящего влияния некоторого избытка жиров на эвакуацию пищевой смеси из желудка, то этот факт нельзя рассматривать как отрицательный для переваривания белков и углеводов. Потому что невыгодным для организма является как раз слишком быстрое переваривание и всасывание пищевых веществ - это нарушает так называемый гомеостаз, т.е. поддержание определенного равновесия внутренней среды организма. Более выгодным является постепенное поступление пищевых веществ в кровь, что и достигается особенностями деятельности пищеварительной системы, которые выработались и наследственно закрепились, а процессе эволюции животного мира. Таким образом,  принцип разнообразного питания сохраняет свое значение для каждого приема пищи. Раздельное питание нефизиологично. Но как разнообразить питание? Это зависит от сезона года, от имеющихся возможностей. В идеале пища должна быть разнообразной как в течение дня, так и в течение недели. Что же касается домашних условий, то здесь есть вполне реальные возможности устраивать «рыбные», «молочные», «овощные» и подобные им дни. Чем больше фантазии вы проявите при составлении меню, тем лучше. У многих людей режим питания регулируется аппетитом. Что же такое аппетит и как к нему относиться? Каждому знакомо чувство голода, которое сигнализирует о том, что организму человека для правильной жизнедеятельности важно получить новую порцию пищи, несущую истраченные в процессах обмена веществ энергию, пластические вещества, витамины, и минеральные вещества. Предполагается, что в коре больших полушарий головного мозга расположен так называемый пищевой центр. Который возбуждается различными импульсами: снижением концентрации глюкозы (сахара) в крови, опорожнением желудка и т.д. [4]Возбуждение пищевого центра и создание аппетита, степень которого зависит от степени возбуждения пищевого центра. Однако в результате инерции возбуждения пищевого центра аппетит сохраняется некоторое время после приема пищи. Это связано с тем, что переваривание и всасывание первых порций пищи длится 15-20 минут. После начала поступления их в кровь пищевой центр дает «отбой». В настоящее время в развитых странах проблема питания человека потеряла свою былую остроту, и в связи с этим повышенный аппетит тоже потерял свой биологический смысл. Более того, он стал своего рода врагом человека, виновником систематических или несистематических случаев переедания, а это значит, что не следует руководствоваться одним только аппетитом, хотя и не считаться с ним тоже нельзя. Действительно, наш аппетит сигнализирует нам не только о потребностях в необходимом количестве пищи (об этом он как раз сигнализирует неправильно), но и о ее качестве. Всем нам знакомо чувство, когда после долгого отсутствия в питании какого – либо продукта вдруг появляется острое желание съесть его. Объясняется этот факт в известной мере и тем, что именно в этом продукте содержится значительное количество того или иного незаменимого компонента, которого недостает в других продуктах , вследствие чего наш организм начинает испытывать потребность в этом продукте. В данном случае аппетит подает совершенно правильный сигнал, и мы, конечно же, должны ему последовать. Часто возникает вопрос: как подавить аппетит? Показано, что дробное питание (5-6 раз в день) подавляет возбуждение пищевого центра. При этом иногда достаточно одного яблока или стакана кефира. Чтобы не возбуждать аппетит, не следует употреблять острого и соленого и необходимо полностью исключить алкогольные напитки. Алкоголь не только отравляет организм, но и оказывает сильное, возбуждающее аппетит действие. Итак, повышенный аппетит может нанести вред здоровью, но и полное его отсутствие тоже не желательно. Еда с аппетитом всегда доставляет удовольствие. Для развития аппетита необходимо время. Перерывы в еде совершенно необходимы. В детском возрасте они должны быть короче, чем в зрелом.

2.9 Четыре  основных принципа питания

Первым принципом правильного режима питания является регулярность питания, т.е. приемы пищи в одно и то же время суток. Каждый прием пищи сопровождается определенной реакцией организма. Выделяются слюна, желудочный сок, желчь, сок поджелудочной железы и т.д., причем все это происходит в нужное время. В процессе пищеварения большую роль играют условно- рефлекторные реакции, такие, как выделение слюны и желудочного сока в ответ на запах и вид пищи и др.[4] В цепи условно-рефлекторных реакций важное значение принадлежит фактору времени, т.е. выработанной привычке человека потреблять пищу в определенное время суток. Выработка постоянного стереотипа в режиме питания имеет большое значение для условно-рефлекторной подготовки организма к приему и перевариванию пищи. Вторым принципом правильного режима питания является дробность питания в течение суток. Одно- или двухразовое питание нецелесообразно и опасно для здоровья. Исследования показали, что при двухразовом питании инфаркт миокарда и острые панкреатиты встречаются значительно чаще, чем при трех- или четырехразовом питании, и это объясняется именно обилием потребляемой пищи за один прием при двухразовом (и тем более при одноразовом) питании. Практически здоровому человеку рекомендуется трех- или четырехразовое питание, а именно: завтрак, обед, ужин и стакан кефира перед сном. Когда позволяют условия, то можно вводить в режим питания один или два дополнительных приема пищи: между завтраком и обедом и между обедом и ужином. Естественно, что дополнительные приемы пищи отнюдь не предполагают увеличения общего количества потребляемых пищевых продуктов за день. Третьим принципом правильного режима питания является максимальное соблюдение рационального питания при каждом приеме пищи. Это значит, что набор продуктов при каждом приеме пищи (завтрак, обед, ужин) должен быть продуман с точки зрения поставки организму человека белков, жиров, углеводов, а также витаминов и минеральных веществ и наиболее благоприятном (рационально) соотношении. Четвертым принципом правильного режима питания является наиболее физиологическое распределение количества пищи по ее приемам в течение дня. Многочисленными наблюдениями подтверждается. Что наиболее полезен для человека такой режим, при котором за завтраком и обедом он получает более двух третьих общего количества калорий суточного рациона, а за ужином - менее одной трети. Время суток для завтрака, обеда и ужина, естественно, может варьировать в довольно широких пределах в зависимости от производственной деятельности человека. Однако важно, чтобы время между завтраком и обедом составляло 5-6 ч и время между обедом и ужином также составляло 5-6 ч. На основании проведенных исследований следует рекомендовать, чтобы между ужином и началом сна проходило 3-4 ч. Правильный режим питания особенно важен для нормально развивающегося детского организма. Новорожденных детей рекомендуется кормить с 3-3,5- часовым перерывом между приемами пищи. Режим питания нельзя рассматривать как догму. Меняющиеся жизненные условия могут вносить в него свои коррективы. Более того, некоторые изменения режима питания нужно время от времени производить специально с целью определенной тренировки пищеварительной системы. В данном случае, как и при других процессах, усиление возможностей адаптации, необходимо помнить о том, что изменение в режиме питания не должны быть слишком резкими, т.е. они могут представлять собой физиологически допустимые колебания, не являясь грубыми нарушениями режима питания. Однако очень часто наблюдаются именно нарушения, и иногда серьезные. Наиболее частым нарушением является следующий характер питания в течение суток: очень слабый завтрак (или почти его отсутствие только стакан чая или кофе) утром перед уходом на работу; неполноценный обед на работе, иногда в виде бутербродов; очень плотный ужин дома после прихода с работы. Такое фактически двухразовое питание может в силу своей систематичности наносить существенный вред здоровью. Во-первых, обильная еда вечером значительно усиливает возможность (иначе говоря, является так называемым фактором риска) возникновение инфаркта миокарда, гастрита, язвенной болезни. Острого панкреатита. Чем больше съедено пищи, тем сильнее и на более длительный срок повышается концентрация липидов (жиров) в крови человека, а это, в свою очередь, как о том свидетельствуют многочисленные исследования, находится в определенной связи с возникновением в организме изменений, приводящих к развитию атеросклероза. Обильная еда вызывает усиленное выделение пищеварительных соков: желудочного и поджелудочного. В ряде случаев это может постепенно приводить к нарушению деятельности желудка, выражающемуся чаще всего в виде гастрита или язвенной болезни желудка (или двенадцатиперстной кишки), или поджелудочной железы, что выражается преимущественно в виде панкреатита. Вечером, после трудового дня, энергозатраты человека обычно небольшие. Они еще больше снижаются в период ночного сна. Поэтому обильный прием пищи вечером приводит к тому, что значительная доля потребляемых углеводов, не подвергшись полному окислению, преобразуется в жиры, которые откладываются про запас в жировой ткани. Таким образом, нарушение режима питания, выражающиеся в перенесении основной доли пищевого рациона в вечерние часы, способствуют также возникновению и развитию ожирения. Сравнительно частым нарушением режима питания, особенно у женщин, является замена полноценного обеда приемом (или даже двумя- тремя приемами с небольшим перерывом между ними) кондитерских и мучных изделий. Множество людей вместо обеда обходятся пирожными, сдобами или булочками. Это серьезное нарушение правильного режима питания, так как в данном случае организм человека вместо рационального набора необходимых ему пищевых веществ получает преимущественно углеводы, часть из которых в условиях, когда в организм почти не поступают другие пищевые вещества, преобразуется в жиры , создавая предпосылки для развития ожирения. Кондитерские изделия обычно содержат большое количество легкорастворимых и быстроперевариваемых углеводов (простые сахара), которые, попадая в кровь, в виде глюкозы, в течение относительно короткого времени значительно повышают концентрацию последней в крови. Это является большой нагрузкой для поджелудочной железы. Неоднократные нагрузки на поджелудочную железу могут привести к нарушению эндокринной функции с последующим возникновением сахарного диабета. Все вышеуказанные рассуждения о рациональном питании касаются практически здорового человека. Итак, мы знаем рекомендуемые величины потребления основных пищевых веществ и принципы рационального питания. Но нас интересует, прежде всего, сколько конкретных пищевых продуктов необходимо потреблять.[4] Специалисты, исходя из усредненного химического состава пищевых продуктов, рекомендуемых величин потребностей «среднего» человека и принятых традиций питания населения вычислили условный суточный набор продуктов, который представлен в ниже расположенной таблице.