Роль минеральных веществ в питании человека

Министерство сельского хозяйства Республики Беларусь

Учреждение образования Гродненский Государственный Аграрный Университет

Кафедра технология переработки животного сырья

КСР на тему: “ Роль минеральных веществ в питании человека”

По дисциплине «Пищевая химия»

выполнила

студентка 4 курса 4 группы

по специальности технология хранения и переработки

 мяса и мясных продуктов

Трофимчук Татьяна Анатольевна

Гродно, 2014

Введение

В организме человека минеральные вещества составляют около 4% массы тела. Основная часть минеральных веществ сосредоточена в костях, остальная в виде растворов в жидких средах организма. Потребность взрослого человека в минеральных веществах составляет от 13,6 до 21г в сутки. Суточная потребность организма в основных минеральных веществах колеблется от нескольких граммов до сотен миллиграммов. В зависимости от количественного состава минеральных элементов, участвующих в биохимических процессах, они подразделяются на микро и макроэлементы. К незаменимым относятся 22 химических элемента. Из них натрий, калий, кальций, магний, хлор, фосфор и сера присутствуют в организме в относительно большом количестве - десятки и сотни миллиграммов на 100г живой ткани. Это так называемые макроэлементы, без которых невозможен обмен веществ и нормальное функционирование всех систем и органов. Их значение для организма достаточно хорошо изучено, однако по результатам научных исследований последних лет, число незаменимых элементов может достигнуть 30. 

 К микроэлементам относятся  медь, хром, селен, молибден, марганец, фтор и др. Потребность организма  в микроэлементах чрезвычайно  мала – десятые и сотые доли  миллиграммов. А такие элементы  как бор, кремний и олово встречаются  в виде следов. Избыток некоторых  микроэлементов в продуктах питания  вызывает тяжелые отравления, поэтому  их содержание в продуктах  ограничивается стандартами, а наличие  свинца, цинка, мышьяка – не допускается. 

Наш организм постоянно расходует минеральные вещества. Для поддержания нормальной жизнедеятельности и развития организма необходимо ежедневное их восполнение. Недостаток отдельных элементов или их отсутствие может привести к тяжелым заболеваниям. Большинство минеральных веществ поступают в организм с питанием, и только некоторые через кожу и легкие.

1. Роль макроэлементов  в организме человека

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1: 0,5.

Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать возникновению почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1:1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывает фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей и подростков - 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз - деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит.

Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог (100—1000 мг/100 г продукта), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах (20—40 мг/100 г продукта).

Магний. Магний необходим для нормального протекания биосинтеза белков и обмена углеводов в организме. Он обладает успокаивающим, сосудорасширяющим, желчегонным и мочегонным действием, повышает двигательную активность кишечника. Суточная потребность взрослого человека в магнии составляет 350-500 мг. Она возрастает при беременности и кормлении грудью. Недостаточность магния приводит к задержке роста, нарушению усвоения пищи, апатии, депрессии, мышечной слабости, судорожным состояниям. Длительный дефицит вызывает усиленное отложение солей кальция в стенках артериальных сосудов, сердце, почках. По данным ряда исследователей, недостаток магния является одной из причин повышенной частоты сердечно-сосудистых заболеваний в географических районах с мягкой водой. Магниевую диету назначают больным с гипертонической болезнью. Магнием богаты продукты растительного происхождения, особенно пшеничные отруби, крупы, соевая мука, грецкие орехи, бобовые, курага, белокочанная капуста и др.

Калий. Около 90% калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов; регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функционирования ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой.

Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000— 4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени.

Калий не является дефицитным нутриентом в питании, и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме появляется при нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды (100—600 мг/100 г продукта). Меньше калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта (100—200 мг/100 г).

Натрий. Натрий поставляется в организм человека в основном с поваренной солью. По официальным данным суточная его норма составляет 4-6 г (примерно 10-15 г соли), но существует и мнение, что эти нормативы сильно завышены и требуют пересмотра. Потребность в натрии возрастает при обильном потоотделении, перегревании, частых рвотах и поносах. Натрий играет основную роль в поддержании постоянства осмотического давления и объема жидкости в организме. Он обеспечивает более чем на 30% щелочные резервы плазмы крови, принимает участие в образовании желудочного сока, активирует ряд ферментов слюнных желез и поджелудочной железы, регулирует выделение почками продуктов обмена веществ, участвует в транспорте аминокислот, сахаров и калия в клетки.

При избыточном потреблении натрия может наблюдаться задержка воды в организме, что осложняет деятельность сердца и у людей, предрасположенных к сердечно-сосудистым заболеваниям, способствует повышению артериального давления. Диету с пониженным содержанием соли рекомендуют людям с гипертонией, сердечной недостаточностью, заболеваниями почек.

Фосфор. Подавляющая часть фосфора организма (до 80%) сосредоточена в костной ткани. Фосфолипиды служат основным структурным компонентом клеточных мембран. Фосфаты и их органические соединения принимают участие в процессах хранения и использования генетического материала, энергетическом обеспечении всех процессов жизнедеятельности. Суточная потребность в фосфоре для взрослого человека колеблется от 1000-1500 мг. Наиболее богаты этим компонентом молоко, творог, сыры, яичный желток, многие крупы (особенно рис), говядина и говяжья печень, почки.

Недостаток фосфора, связанный с нехваткой его в пище, практически не встречается. Но если дефицит возник, то у человека наблюдается размягчение костей, снижение умственной и физической работоспособности. Если уровень фосфора в пище превышает уровень кальция более, чем в два раза, то это способствует вымыванию кальция из костей и отложению его на стенках кровеносных сосудов, что приводит к их ломкости, а также в тканях почек. Избыточное потребление фосфора особенно опасно для детей первых месяцев жизни (обычно это случается при вскармливании младенцев коровьим молоком). Их почки не справляются с выведением фосфора и кальция, что может привести к образованию в них камней.

Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую очередь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), а также является составной частью некоторых гормонов и витаминов.

Как компонент серосодержащих аминокислот сера участвует в процессах белкового обмена, причем потребность в ней резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующиеся ткани, а также при воспалительных процессах. Серосодержащие аминокислоты, особенно в сочетании с витаминами С и Е, оказывают выраженное антиоксидантное действие. Наряду с цинком и кремнием сера определяет функциональное состояние волос и кожи.

Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в растительных. Потребность в сере (400—600 мг в сутки) удовлетворяется обычным суточным рационом.

Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Интересна способность хлора отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах. Выделение хлора из организма происходит главным образом с мочой (90%) и потом.

Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия при добавлении его в пищу.

2. Роль  микроэлементов в организме человека

Железо. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствует щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин В12. Усвоению железа способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона.

Недостаток железа в организме может привести к развитию анемии, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, то есть фундаментальные процессы обеспечивающие жизнь. Развитию железодефицитных состояний способствуют: недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно В]2, фолиевой и аскорбиновой кислот) и рад заболеваний, вызывающих кровопотери.

Потребность взрослого человека в железе (14 мг/сут) с избытком удовлетворяется обычным рационом. Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соединения и снижают его ассимиляцию организмом.

Железо — широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах. Однако в легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/100 г продукта), яичном желтке.

Медь. Медь является необходимым элементом в метаболизме человека, играя роль в образовании эритроцитов, высвобождении тканевого железа и развитии скелета, центральной нервной системы и соединительной ткани. Обычно медь соединена с белками: гемокупреном в эритроцитах и церулоплазмином в плазме крови, в которых медь является неотъемлемой частью их структуры; металлотионеин представляет собой белок, ответственный за отложение меди. Выделен ряд медьсодержащих ферментов, в частности, цитохромоксидаза, оксидаза аскорбиновой кислоты и уриказа.

Поскольку медь широко распространена в пищевых продуктах, маловероятно, чтобы у людей, за исключением, возможно, грудных детей, получающих исключительно молочный рацион, когда-либо развилась форма недостаточности питания, связанная с медью.

Потребление избыточно больших доз меди человеком ведет к раздражению и разъеданию слизистых, распространенному поражению капилляров, поражению печени и почек, раздражению центральной нервной системы. Суточная потребность в этом элементе составляет около 2 мг. Источниками меди являются такие пищевые продукты, как печень, яичный желгок, зеленые овощи.

Йод. Йод в довольно большом количестве содержится в морской капусте, кальмарах, креветках, морской рыбе. Есть он также в хлебобулочных изделиях, молочных продуктах. Суточная потребность в йоде для взрослого здорового человека составляет 0,1-0,2 мг. Есть места, где содержание йода заметно снижено в почве, воде, местных пищевых продуктах. Это вызывает развитие эндемического зоба, характеризующееся нарушением синтеза гормонов щитовидной железы, что сопровождается вялостью, сонливостью, апатией, нарушением обмена веществ. Для профилактики этого заболевания в питании населения этих мест используется иодированная поваренная соль. При значительном дефиците в рационе йода, меди, кобальта и марганца нарушается обмен витамина С, снижается количество эритроцитов крови.

Кобальт. При недостатке кобальта снижается аппетит, развивается малокровие и некоторые нарушения со стороны центральной нервной системы. Достоинством кобальта считается его способность угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей, усиливать противомикробные свойства пенициллина. Больше всего кобальта содержит говядина, говяжья печень, виноград, редис, салат, огурец, репчатый лук. В сутки человек должен съедать 0,1-0,2 мг кобальта.

Марганец. Он является необходимым элементом для животных и человека, но из поступившего внутрь марганца всасывается лишь около 3%. Марганец необходим как кофактор в ряде ферментных систем; он играет роль в правильном функционировании флавопротеинов, в синтезе сульфированных мукополисахаридов, холестерина, гемоглобина и во многих других процессах метаболизма.

Основными путями всасывания марганца являются дыхательный и желудочно-кишечный тракты Вследствие слабой растворимости марганца в желудочном соке из желудочно-кишечного тракта всасывается только 3—4% введенного количества вещества. Всасывание марганца тесно связано с усвоением железа. Анемия ведет к повышению всасывания, как железа, так и марганца. Выведение марганца из организма происходит частично за счет секреции поджелудочной железы, а также непосредственно через кишечную стенку. Очень небольшое количество марганца выводится с мочой.

Потребность в марганце составляет 0,2—0,3 мг на 1 кг веса человека в день. Больше всего марганца содержится в клюкве и чае, немного меньше в каштанах, какао, овощах, фруктах (100—200 мкг/100 г).

Заключение

Нашим организмом постоянно расходуются минеральные вещества. Чтобы можно было поддерживать нормальную жизнедеятельность и развитие организма, необходимо ежедневно их восполнять. Роль минеральных веществ в питании заключается в том, что недостаточное количество отдельных элементов или их отсутствие способно вызвать тяжелые заболевания. Поступление большей части минеральных веществ в организм происходит с питанием, и только некоторых из них через легкие и кожу. Эти компоненты, необходимые для жизни, принимают участие в обмене веществ, синтезе ферментов и гормонов, входят в состав клеток и тканей.

Кальций является основной составной частью костной ткани, необходимым элементом зубов, волос и ногтей. Кроме структурных и пластических функций он принимает участие в активации гормонов и ферментов, относится к важнейшим компонентам системы свёртывания крови. Кроме этого, он необходим для того, чтобы возбудимость нервной системы была нормальной.

Калий и натрий принимают участие в регулировании водного обмена. Хлор необходим для синтеза соляной кислоты, которая представляет собой один из основных компонентов желудочного сока. Железо, медь и кобальт необходимы для протекания процесса кроветворения.

Список литературы

1. Нечаев, А.П., Траубенберг, С.Е., Пищевая химия: уч. пособие/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг.- СПб.:ГИОРД С, 2007.- 640 с.
2. http://biofile.ru/bio/19189.html.
3. http://www.pitanieizdorovje.ru/minerals.html.
4. http://www.luxmama.ru/poleznye-produkty/item/1463-mineralnyie-veschestva-v-pitanii-cheloveka.html.