Контрольная работа по «Пищевая химия»

Контрольная работа по дисциплине «Пищевая химия»

Вариант №20 
 

Содержание 

1. Физиологическое  значение углеводов.  Обмен углеводов  в организме 

    человека 3

2. Недостатки теории сбалансированного питания.

    Теория адекватного  питания 9

Список  использованной литературы 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Физиологическое значение углеводов.

Обмен углеводов в организме  человека 
 

     Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом в 1844 г. В то время предполагали, что все углеводы имеют общую формулу C_m(H₂O)_n, т.е. углевод + вода. Отсюда название «углеводы». Например, глюкоза и фруктоза имеют формулу С(Н₂О)₆, тростниковый сахар (сахароза) C₁₂(H₂O)₁₁, крахмал [С₆(Н₂О)₅]_n и т.д. В дальнейшем оказалось, что ряд соединений, по своим свойствам относящихся к классу углеводов, содержат водород и кислород в несколько иной пропорции, чем указано в общей формуле (например, дезоксирибоза С₅Н₁₀О₄). В 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры предложила термин «углеводы» заменить термином «глициды», однако старое название «углеводы» укоренилось и является общепризнанным.

     Тростниковый сахар можно считать первым органическим соединением, выделенным в химически чистом виде. Произведенный в 1861 г. A.M. Бутлеровым синтез (вне организма) углеводов из формальдегида явился первым синтезом представителей одного из трех основных классов веществ (белки, липиды, углеводы), входящих в состав живых организмов. Химическая структура простейших углеводов была выяснена в конце XIX в. в результате фундаментальных исследований Э. Фишера. Значительный вклад в изучение углеводов внесли отечественные ученые А.А. Колли, П.П. Шорыгин, Н.К. Кочетков и др. В 20-е годы нынешнего столетия работами английского исследователя У. Хеуорса были заложены основы структурной химии полисахаридов.

     Углеводы наряду с белками и липидами являются важнейшими химическими соединениями, входящими в состав живых организмов. У человека и животных углеводы выполняют важные функции: энергетическую (главный вид клеточного топлива), структурную (обязательный компонент большинства внутриклеточных структур) и защитную (участие углеводных компонентов иммуноглобулинов в поддержании иммунитета).

     Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для синтеза нуклеиновых кислот, они являются составными компонентами нуклеотидных ко-ферментов, играющих исключительно важную роль в метаболизме живых существ. В последнее время все большее внимание к себе привлекают смешанные биополимеры, содержащие углеводы: гликопептиды и глико-протеины, гликолипиды и липополисахариды, гликолипопротеины и т.д. Эти вещества выполняют в организме сложные и важные функции.

     Физиологическое значение углеводов в основном определяется их энергетическими свойствами. Углеводы являются динамогенными поставщиками энергии, используемыми в организме в процессе мышечной деятельности. Каждый грамм углеводов обеспечивает поступление 16,7 кДж (4 ккал). Значение углеводов как источника энергии определяется их способностью окисляться в организме, как аэробным, так и анаэробным путем. Углеводы в наибольшей степени способны удовлетворить потребности организма в энергии и способствовать снижению ацидотических сдвигов. При всех видах физического труда отмечается повышенная потребность в углеводах. Углеводы входят в состав клеток и тканей и в какой-то мере участвуют в пластических процессах.

     Несмотря  на постоянное расходование, клетками и тканями своих углеводов на энергетические цели содержание углеводов в них поддерживается на постоянном уровне при условии достаточного их поступления с пищей.

     Некоторые углеводы обладают выраженной биологической  активностью, выполняя в организме специализированные функции. К таким углеводам относятся аскорбиновая кислота, обладающая С-витаминными свойствами, гепарин, предотвращающий свертывание крови в сосудах, гиалуроновая кислота, препятствующая проникновению бактерий через клеточную оболочку, олигосахариды женского молока, задерживающие развитие некоторых кишечных бактерий, гетерополисахариды крови, определяющие специфичность групп крови, и др. Углеводы и их метаболиты играют важную роль в синтезе нуклеиновых кислот, аминокислот, гликопротеинов, мукополисахаридов, коэнзимов и других жизненно необходимых веществ.

     В организме углеводы депонируются ограниченно  и запасы их невелики. Имеющееся в печени углеводное депо характеризуется относительно небольшой емкостью, и для удовлетворения потребностей организма углеводы поступают бесперебойно в составе пищи. Углеводы тесно связаны с обменом жира - при больших физических нагрузках, когда расход энергии не покрывается углеводами пищи и углеводными запасами организма, происходит образование сахара из жира, всегда в достаточном количестве содержащегося в жировых депо организма. Однако чаще наблюдается обратное влияние, т.е. образование новых количеств жира и пополнение ими жировых депо организма за счет избыточного поступления углеводов с пищей.

     Избыток углеводов − широко распространенное явление. Это один из основных факторов в формировании избыточной массы тела.

     Углеводы  являются основной частью пищевого рациона. За счет углеводов обеспечивается около половины суточной энергетической ценности пищевого рациона, Потребление углеводов составляет 400-500 г/сут. Удовлетворение потребности в углеводах осуществляется за счет растительных источников. B растительных продуктах (зерновые и др.) углеводы составляют не менее 75% сухого вещества. Потребность в углеводах может удовлетворяться и за счет сахара, который представляет собой чистый углевод.

     Усвояемость углеводов достаточно высока: в зависимости  от пищевого продукта и характера  углеводов, она колеблется от 85 до 98%. Так, коэффициент усвояемости углеводов хлебных и крупяных продуктов составляет 94-96, овощей − 85, картофеля − 95, фруктов и ягод − 90, кондитерских изделий − 95, сахара − 99, молока и молочных продуктов-98. Правильная кулинарная обработка, измельчение и тщательная тепловая обработка повышают усвояемость углеводов и других компонентов пищи.

     Значение  животных продуктов как источника  углеводов невелико. Основным углеводом животного происхождения является гликоген, обладающий свойствами крахмала, содержится в животных тканях в небольшом количестве. Другой углевод лактоза (молочный сахар) − содержится в молоке в количестве 5 г на 100 г. продукта и более. При систематическом потреблении молока, оно может служить источником углеводов, особенно в детском и пожилом возрасте.

     Обмен углеводов в организме  человека.

     Биологическая роль углеводов для человека определяется их энергетической ценностью.

     Обмен углеводов − это совокупность процессов превращений углеводов в организме человека и животных. Углеводы, поступающие в организм с пищевыми продуктами, представлены, главным образом, крахмалом и тростниковым сахаром. Крахмал − полисахарид растений, он состоит из цепочки соединенных между собой более простых молекул − моносахаров, главным из которых является глюкоза. По своей структуре крахмал подобен гликогену. Тростниковый сахар − это углевод, который преобладает в нашем рационе. По структуре это дисахарид, т.е. он состоит из двух молекул моносахаров − глюкозы и фруктозы. Глюкоза и фруктоза могут находиться в разных пищевых продуктах и в свободном виде, например, в меде и фруктах. В молочных продуктах содержится, в основном, такой углевод, как лактоза. В организме имеется «депо» углеводов − гликоген, образованный из молекул глюкозы. Углеводы, прежде всего, источник энергии и в меньшей степени они выполняют пластическую функцию. Организм человека не нуждается в определенных углеводах. Единственным «незаменимым» производным углеводов, которое обязательно должно поступать с пищей, является аскорбиновая кислота или витамин С, так как у приматов и человека отсутствует один из ферментов, необходимых для его синтеза. В сбалансированной диете примерно 50% необходимой человеку энергии должно поступать с углеводами.

     Процесс превращения углеводов начинается с переваривания их в ротовой полости под влиянием амилазы слюны, затем некоторое время продолжается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике − основном месте гидролиза углеводов под влиянием ферментов, содержащихся в пищеварительном соке поджелудочной железы и тонкого кишечника. Продукты гидролиза − моносахара − всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, по которой моносахариды пищи поступают в печень, где они превращаются в глюкозу. Глюкоза далее поступает в кровь и может вступить или в процессы, протекающие в клетках, или переходит в гликоген печени.

     Процессы  превращения углеводов обеспечивают 60% суммарного энергообмена:

     1. Углеводы используются организмом либо как прямой источник тепла (глюкозо-6-фосфат), либо как энергетический резерв (гликоген);

     2. Основные углеводы – сахара, крахмал, клетчатка – содержатся в растительной пище, суточная потребность в которой у человека составляет около 500 г (минимальная потребность 100-150 г/сут);

     3. Углеводы поступают в пищеварительный тракт в виде поли– и дисахаридов, а всасываются в кровь в форме простых сахаров. Содержание глюкозы в крови колеблется от 4,6 до 6,2 ммоль/л.

     4. Около 70% углеводов пищи окисляется в тканях до воды и двуокиси углерода;

     5. 25% глюкозы крови превращается в жир;

     6. Из 2-5% в печени и мышцах синтезируется гликоген.

     В печени возможно новообразование углеводов  из продуктов их метаболизма (пировиноградной и молочной кислоты), а при недостаточном поступлении с пищей – из метаболитов жиров и белков – кетакислот. Содержание гликогена в печени составляет 150-200 г.

     Рассмотрим  особенности расходования, накопления и регуляции уровня углеводов  в мозге, мышечной ткани и крови:

     Мозг, не имеет депо (запаса) гликогена, поэтому он нуждается в постоянном поступлении глюкозы. Углеводы – единственный источник, за счёт которого в норме покрываются энергетические расходы мозга. Ткань мозга поглощает около 70% глюкозы, выделяемой печенью.

     Мышечная  ткань, особенно при активной работе, извлекает из крови значительное количество глюкозы. Так же как и в печени, в мышцах из глюкозы синтезируется гликоген. Распад гликогена (гликолиз) является одним из источников энергии для мышечного сокращения. Из продуктов гликолиза – молочной и пировиноградной кислот, в фазе покоя в мышцах, вновь синтезируется гликоген. Суммарное содержание гликогена в мышцах составляет 1-2% от общей массы мышц.

     О состоянии обмена углеводов можно  судить по содержанию сахара в крови. У здорового человека в крови  поддерживается постоянная концентрация глюкозы 70-120 мг%. После приема пищи, содержащей углеводы, концентрация глюкозы в крови возрастает примерно до 150мг % и остается на этом уровне около 2 часов, а затем возвращается к норме. Содержание глюкозы в крови − одна из самых важных констант жидкой внутренней среды организма. Ведущая роль в поддержании этой константы на постоянном уровне благодаря идущим там процессам гликогенеза и гликогенолиза принадлежит печени.

     С нарушением обмена углеводов тесно связан ряд заболеваний: сахарный диабет, галактоземия, нарушение в системе депо гликогена, нетолерантность к молоку и т.д.

     Уровень глюкозы в крови, регулируется гормонами  – инсулином, глюкагоном, адреналином, соматотропином и кортизолом. Инсулин снижает уровень глюкозы в крови при её повышении, облегчает проникновение её в клетки, способствует отложению глюкозы в тканях в виде гликогена. При снижении уровня глюкозы в крови глюкагон, адреналин, соматропин и кортизол «тормозят» захват глюкозы клетками и обеспечивают трансформацию гликогена в глюкозу.

     2.  Недостатки теории  сбалансированного  питания. 

     Теория  адекватного питания. 

     Концепция «сбалансированного питания» сформировалась классическая теория сбалансированного питания окончательно сформировалась в конце XIX − первой половине XX в.

     В её основе лежал принцип сохранения материи и энергии применительно к биологическим системам. Классическая теория сбалансированного питания базируется на следующих фундаментальных положениях:

     1) приток веществ должен точно соответствовать их расходу;

     2) приток пищевых веществ обеспечивается  за счет разрушения пищевых структур и всасывания полезных веществ − нутриентов, необходимых для метаболизма и построения структур тела;

     3)утилизация  пищи осуществляется самим организмом;

     4) пища состоит из нескольких  компонентов, различных по физиологическому значению: пищевых, балластных и токсичных веществ;

     5) метаболизм определяется уровнем  аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и некоторых солей, следовательно, можно создать так называемые элементные (мономерные) диеты.

     Классическая  теория позволила научно обосновать потребность в энергетических и пластических компонентах, преодолеть многие нутритивные дефекты и болезни, связанные с недостатком незаменимых аминокислот, витаминов, микроэлементов и других пищевых веществ. На основе теории сбалансированного питания созданы пищевые рационы для многих возрастных и профессиональных групп населения г учетом их физических нагрузок, климатических и других условий жизни, обнаружены неизвестные ранее незаменимые аминокислоты, витамины, микроэлементы и т. д. Эта теория способствовала развитию технологии пищевой промышленности, на ней базируются все промышленные, агротехнические и медицинские мероприятия.

     В результате этого на столах людей появилась мука тонкого помола и изделия из неё, шлифованные крупы, осветлённые рафинированные масла, сахар, соки без мякоти, соки концентраты и многое другое.

     Однако балансный подход и вытекающая из него идея рафинированной, без балластной пищи принесли и существенный вред. Так использование очищенных злаковых культур, рафинированных продуктов явилось фактором, способствующим развитию многих заболеваний системы пищеварения, в том числе печени, желчных путей, распространению ожирения, других нарушений обмена веществ.

     Практически все продукты питания подвергаются рафинированию и очистке от вредных и балластных составляющих. И если с вредными компонентами ещё можно согласиться, то удаление балластных происходило без учёта их полезности для работы желудочно-кишечного тракта и микрофлоры желудка.

     В странах, где всё больше употреблялась  сбалансированная пища, начался резкий рост болезней, которые стали называть «болезнями цивилизации»: диабет, атеросклероз, остеохондроз, болезни желудочно-кишечного тракта и печени, обмена веществ и другие, вызванные повсеместной интоксикацией организма. Сегодня к этим болезням добавился огромный рост числа раковых заболеваний.

     В результате такого подхода к очистке  из зерновых, в процессе производстве отсеиваются все полезные вещества, содержащиеся во внешнем слое и зародыше, и остаётся только крахмал и клейковина. Для придания белизны и товарного вида производится отбеливание и обработка химически активными искусственными добавками.

     В удаляемой оболочке зерновых и зародыше находится 90% белков, витаминов и микроэлементов, так необходимых для полноценной здоровой жизни.

     На  сегодняшний день всё большее  число учёных всего мира начинает осознавать, что в 99% болезней человека повинно питание рафинированными продуктами питания.

     Главной ошибкой приверженцев теории сбалансированного  питания является то, что их интересовала максимальная энергоэффективность употребляемой еды, а процессы переваривания и усвоения не принимались во внимание.

     Идея  создания «идеальной пищи» путём рафинирования на практике привела к таким печальным последствиям.

     Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) это не только орган, обеспечивающий переваривание пищи, но и самый большой эндокринный орган, превосходящий все остальные эндокринные железы вместе взятые (гипофиз, щитовидка, надпочечники, половые железы и т.д.) и продуцирующий больше различных гормонов, чем упомянутые железы. А балласт это клетчатка (целлюлоза, грубые волокна) не только стимулирует перистальтику, растягивая стенки кишечника и удерживая воду, но главное, клетчатка является субстрактом, на котором живёт полезная микрофлора ЖКТ, а растворимая клетчатка (пектин) является ещё и пищей для неё. В свою очередь микрофлора-важнейший компонент ЖКТ как эндокринного органа.

     Решением  проблемы сбалансированного питания является увеличение потребления свежих овощей, фруктов и орехов, без тепловой обработки. Эти продукты считаются наиболее полезными для человека и содержат в себе все необходимые аминокислоты, жиры, витамины и микроэлементы.

     Наука не стоит на месте, и теория сбалансированного питания получила дальнейшее развитие в теории адекватного питания, в которой были учтены новые исследования компонентов пищи и происходящих при переваривании и усвоении физиологических процессов.

     Академик  Уголев Александр Михайлович, доктор медицинских наук, которым в результате многолетних исследований была разработана теория адекватного питания. Данная теория заставила по-другому посмотреть на пищеварение и на роль продуктов питания в слаженной работе всего организма.

     Теория  адекватного питания основывается на таких положениях:

     1. Питание поддерживает молекулярный  состав и отталкивает энергетические и пластичные расходы организма на основании обмена, внешней работы и роста (этот постулат общий для теории питания Уголева и классической).

     2. Необходимыми компонентами еды  являются не только нутриенты,  но и балластные вещества (пищевые волокна).

     3. Нормальное питание предопределено не одним потоком нутриентов из пищеварительного канала, а несколькими потоками нутритивних и регуляторных веществ, которые имеют жизненно-важное значение.

     4. В метаболическом и особенно  трофическом отношении организм, ассимилирующийся, рассматривается как сверхорганизм.

     5. Существует эндоэкология организма  - хозяина, что образуется микрофлорой его кишечника.

     6. Баланс пищевых веществ достигается  в результате освобождения нутриентов и структур еды во время ферментативной расщепления ее макромолекул за счет полостного и мембранного пищеварения(в ряде случаев внутриклеточного), а также в результате синтеза новых веществ, в том числе незаменимых.

     Теория сбалансированного питания говорит о том, что в пище содержатся питательные вещества и вещества балластные. Все питательные вещества расщепляются и всасываются, а балластные удаляются из организма в виде продуктов распада. Теория академика Уголева говорит о том, что пища это несколько потоков веществ и активных компонентов.  При этом подчеркивается, что пища это не только полезные вещества, но и источник питания для   дружественных бактерий, которые способны производить  незаменимые вещества  для синтеза витаминов.

     Академик  Уголев доказал, что гормоны организм может синтезировать сам  в кишечном тракте. Его теория адекватного питания утверждает, что образование  гормонов происходит в момент контакта составляющих пищи с кишечными стенками. Гормоны − это вещества, с помощью которых организм передает  информацию-команду от одного органа другому. Большинство людей считает, что гормоны вырабатываются только в железах. В прошлом веке Уголев доказал, что гормоны вырабатываются в кишечнике. Из этого следует, что состояние организма, работоспособность, настроение напрямую зависит от того, что мы с вами едим. Этот поток гормонов, появляющийся в процессе переваривания пищи совсем не учитывает ни система сбалансированного питания, ни современные медики. Академик приводит пример, когда удаление двенадцатиперстной кишки повлекло за собой изменение в работе надпочечников, щитовидной железы, гипофиза и гипоталамуса. Все в нашем организме взаимосвязано, все на своем месте. А продукты питания, их качество и состав является самым важным катализатором для работы этой системы.

     В теории адекватного питания академика  Уголева предполагается кроме потока питательных веществ рассматривать  еще пять потоков:

     1. Поток гормонов. Гормоны – это переносчики команд управления от одних органов к другим.

     2,3,4. Три потока метаболитов – продуктов  жизнедеятельности микроорганизмов. Эти потоки формируются при участии бактериальной флоры кишечника. Первый поток – модифицированные микрофлорой поступающие питательные вещества. Второй поток – продукты жизнедеятельности бактерий. Третий поток – модифицированный бактериальной флорой поток балластных веществ, или так называемый поток вторичных питательных веществ.

     5. Поток веществ, поступающих с загрязненной пищей. Необходимо, мыть, как руки, так и овощи с фруктами, импортные овощи и фрукты, необходимо замачивать на полчаса перед употреблением, но и не надо преувеличивать вред нитратов и бояться импортных товаров. Подходить надо разумно, интересоваться, как выращиваются и хранятся орехи, овощи и фрукты, как сушатся сухофрукты. Лучше есть яблоки с нитратами, чем не есть яблок вообще. 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

1. Барабанов Е.И. Ботаника: учебник для студ. высш. учеб. заведений − М: Издательский центр «Академия», 2006. − С. 331. − 448 с.
2. Лабораторный практикум по биохимии и пищевой химии: Учебное пособие/ В.Г. Лобанов, В.Г. Щербаков, Т.Н. Прудникова и др. − Краснодар, 2001. −102 с.
3. Нечаев А.П. Пищевая химия. Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлениям. 2-е издание, переработанное и исправленное. − СПб.: ГИОРД, 2003. − 640 с.
4. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия. − М.: Издательство: ГИОРД, 2007. −
5. Павлоцкая Л.Ф. , Дуденко Н.В., Эйделман М.М. Физиология питания. − М.: Высшая школа, 1989. − 367 с.