Лекция: Энергетическая ценность пищевого рациона
Объективным количественным показателем при оценке питания является калорийность пищевого рациона. Её выражают в килокалориях или единицах СИ килоджоулях (1 ккал = 4,184 кДж). Энергетическая ценность пищи должна соответствовать общим энергетическим затратам организма.
Разработаны «Рекомендуемые величины потребления энергии и пищевых веществ населением", которые утверждены Министерством здравоохранения. Согласно этим нормам, взрослое население в зависимости от профессиональной деятельности делится на пять групп.
I. Работники преимущественно умственного труда: инженерно-технические работники, труд которых требует существенной физической активности, руководители предприятий и организаций, педагоги, медицинские работники (кроме врачей-хирургов, медицинских сестёр и санитарок), работники науки, печати, культурно-просветительных учреждений, делопроизводители, работники планирования и учёта, работники, труд которых связан со значительным нервным напряжением (диспетчеры пультов управления и т.п.), и др.
II. Работники, занятые лёгким физическим трудом: инженерно-технические работники, труд которых связан с некоторыми физическими усилиями, работники радиоэлектронной, часовой промышленности, связи и телеграфа, сферы обслуживания, обслуживающие автоматизированные процессы, агрономы, зоотехники, медсёстры, санитарки и др.
III. Работники среднего по тяжести труда: токари, слесари, наладчики, химики, текстильщики, водители транспорта, железнодорожники, водники, полиграфисты, врачи-хирурги, машинисты подъёмно-транспортных механизмов, бригадиры тракторных и полеводческих бригад, продавцы продовольственных товаров и др.
IV. Работники тяжёлого физического труда: строительные рабочие, основная масса сельскохозяйственных рабочих и механизаторов, работники нефтяной и газовой промышленности, целлюлозно-бумажной, металлургии и литейщики, деревообработчики, плотники, горнорабочие на поверхностных работах и др.
V. Работники, занятые особо тяжёлым физическим трудом: горно-рабочие, занятые на подземных работах, сталевары, вальщики леса, каменщики, бетонщики, землекопы, грузчики, труд которых не механизирован и др.
Для мужчин в возрасте 60-74 лет, вышедших на пенсию, суточная потребность в энергии снижается в среднем до 9623,2 кДж (2300 ккал), а 75 лет и старше до 8368 кДж (2000 ккал). Потребность в энергии для лиц, проживающих в районах Крайнего Севера, в среднем на 10-15% выше, а для районов юга на 5% ниже, чем в зоне умеренного климата. Энергоценность пищевого рациона детей зависит преимущественно от возраста. Средняя суточная энергетическая потребность студентов, занимающихся, как правило, значительную часть свободного времени физкультурой и спортом, составляет около 13807,2 кДж (3300 ккал). Энергетические затраты спортсменов во время усиленных тренировок и соревнований достигают в сутки 18828 – 20920 кДж (4500 – 5000 ккал) и более.
Энергетическая ценность пищевых продуктов определяется содержанием в них жиров, углеводов и белков. Средняя калорийная ценность 1 г белков ~ 4 ккал, углеводов ~ 4 ккал, жиров ~ 8 ккал. Соотношение 1: 1: 2.
На здоровье человека негативно влияет как недостаточное по калорийности, так и избыточное питание. Недостаточное питание ведёт к уменьшению массы тела, людей слабости, быстрой утомляемости, снижению защитных сил организма. Эти явления тем более выражены, чем больше нарушена качественная сторона питания. Избыточное питание приводит к ожирению, нарушению обмена веществ, особенно жиров и холестерина, предполагает к развитию атеросклероза, гипертонической болезни, диабету, заболеваниям органов пищеварения, а по некоторым данным и к злокачественным образованиям и преждевременному старению. Лица, занимающиеся умственным трудом, ведущие малоподвижный образ жизни, игнорирующие физическую культуру весьма склонны к ожирению.
Состав пищевого рациона
В состав пищевого рациона входят белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Недостаток в рационе отдельных пищевых веществ или же грубое нарушение правильного их соотношения (несбалансированное питание) даже при достаточной калорийности пищи приводит к нарушению обмена веществ.
Белки – сложные соединения, состоящие из аминокислот. Известно более 25 аминокислот. В состав аминокислот, кроме углерода, кислорода и водорода, входит азот, который не содержится ни в жирах, ни в углеводах. Некоторые аминокислоты содержат фосфор и серу. Белки входят в состав иммунных тел, гормонов, ферментов. Белки различных пищевых продуктов имеют не одинаковый по количеству состав аминокислот. Белки являются важнейшим компонентом пищи. В пищеварительном тракте белковые вещества расщепляются на аминокислоты, всасывающиеся в кишечнике. В тканях из этих аминокислот образуются новые белки, специфичные для организма человека.
Белки, находящиеся в продуктах животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца), по содержанию незаменимых аминокислот биологически более ценны, чем растительные белки, кроме того, они лучше усваиваются. В связи с этим для достижения азотистого равновесия у взрослых и для оптимального роста молодых требуется наличие в пище белков животного происхождения. Для обеспечения потребностей организма во всех незаменимых аминокислотах в пищевом рационе взрослого человека 550 – 55% (минимум 30 – 40%) суточной потребности в белках должно покрываться за счёт продуктов животного происхождения. В рационе детей количество белков животного происхождения должно быть ещё большим – от 60 до 80%.
Наибольшее количество белков содержится в мясе, рыбе, сыре, твороге и бобовых, меньше – в молоке, злаковых и ничтожное количество в овощах, фруктах и ягодах.
Недостаток белков или даже отдельных незаменимых аминокислот в пище отрицательно сказывается на функции центральной нервной системы, печени и эндокринных желез, задерживает рост и половое развитие, угнетает процесс кроветворения. При значительном недостатке белка в пище у человека возникают отеки и другие болезненные явления.
Значительный избыток белка в пище также неблагоприятен, поскольку он приводит к усилению процессов гниения в кишечнике к перегрузке организма продуктами распада белков, требующими обезвреживания и усиленной работы почек для их выведения.
Жиры (липиды) – это группа разнообразных по химическому составу веществ, нерастворимых в воде, но обладающих способностью растворяться в органических растворителях.
Жиры являются концентрированными источниками энергии. Более 30% энергии в организме взрослого и 50% у грудного ребёнка образуется за счёт окисления жиров, поступающих с пищей.
Физиологическая ценность жиров определяется также тем, что некоторые из них являются носителями жирорастворимых витаминов: ретинола (витамина А), кальциферола (Д), токоферолов (Е), филлохинонов (К).
Жиры улучшают вкусовые качества пищи, повышают её питательную ценность и насыщение организма пищей. Различают животные и растительные жиры. Жирные кислоты подразделяются на предельные и непредельные. С предельными кислотами, входящими в состав животных жиров, связывают повышение содержания холестерина в крови.
Потребность в жирах покрывается за счёт потребления растительного (99% жира) и коровьего (83,5% жира) масла, сала, маргарина и так называемых невидимых жиров, входящих в состав пищевых продуктов. Поскольку жиры разного происхождения дополняют друг друга жизненно важными пищевыми веществами, суточный рацион должен содержать 20 – 30% жиров в виде растительных масел, а остальное количество – в виде животных жиров, из которых наиболее ценным является сливочное масло; 15 – 20 г подсолнечного или кукурузного масла полностью удовлетворяют суточную потребность в полиненасыщенных жирных кислотах и около 50% потребности в токоферолах.
При недостатке жира может быть:
— нарушение ЦНС;
— ослабление иммунной защиты;
— кожные поражения в виде дерматитов, экзем;
— поражение почек;
— поражение органов зрения.
Избыток жира приводит к ухудшению усвоения других компонентов пищи, тормозит желудочную секрецию и затрудняет переваривание белков, подавляет функции кроветворения, инсулинового аппаратов, щитовидной железы, способствует развитию атеросклероза, ожирению и т.п.
Суточная потребность в жирах – 80 –100 г. За счёт жира должно быть обеспечено 28 – 33% суточной энергии рациона.
Углеводы – это основной источник легкоусвояемой энергии в организме (при сгорании 1 г углеводов выделяется 4 ккал, или 16,7 кДж). С их помощью поддерживается необходимая концентрация сахара в крови, регулируется обмен белков и жиров. Углеводы обладают свойством оберегать белки от расхода на энергетические цели, способствуя более полному использованию их по назначению. Основные источники углеводов – продукты растительного происхождения. Самый концентрированный источник углеводов – сахар (99 г на 100 продукта). Много углеводов в мёде (72 – 76 г), варенье, джемах (65 – 74 г).
В пищевых продуктах углеводы содержатся в виде простых и сложных соединений. К простым относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды — сахароза (тростниковый и свекольный сахар), лактоза (молочный сахар). К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).
Глюкоза и фруктоза содержатся, главным образом, в ягодах и фруктах, в мёде. Моно- и дисахариды легко растворяются в воде, быстро всасываются в пищеварительном канале. Часть глюкозы поступает в печень, где превращается в животный крахмал гликоген.
Гликоген – это углеводный запас в организме, который по мере возрастающих потребностей тратится для питания работающих мышц, органов и систем. Избыток углеводов превращается в жир.
Пектиновые вещества и клетчатка (так называемые растительные волокна) способствуют продвижению пищи в кишечнике, адсорбции вредных веществ и удалению их из организма. Источником пектина является джем, пастила, зефир, мармелад, абрикосы, яблоки, груши, вишня, слива, тыква, морковь.
Недостаток углеводов приводит к снижению уровня глюкозы в крови, нарушению энергетического обмена, распаду тканевых белков, что в итоге приводит к истощению организма. Избыток ведёт к накоплению излишнего жира, понижению сопротивляемости организма болезням, способствует развитию кариеса зубов, аллергизации организма. Расстройство углеводного обмена и накопление в крови и тканях недоокислённых продуктов – молочной и пировиноградной кислоты – вызывает недостаток витаминов группы В, особенно витамина В1. Средняя потребность в углеводах равна 300 – 500 г в сутки, за счёт углеводов должно обеспечиваться 54 –56% энергетической ценности суточного рациона.
Минеральные вещества – обязательный компонент пищи.
Функции минеральных веществ в организме:
1) участие в пластических процессах (построение костей скелета, зубной ткани);
2) входят в состав ферментов;
3) поддерживают кислотно-щелочное равновесие;
4) поддерживают нормальный солевой состав крови.
Кальций (Са) – макроэлемент, участвует в формировании костей скелета, содержание кальция в костях достигает 99% от общего его количества в организме. Он является также постоянной составной частью крови, входит в состав клеточных структур, играет важную роль в свертывании крови, поддержании нормального состояния проницаемости клеточных оболочек, возбудимости нервной системы и мышечной ткани. Резкое снижение Са приводит к судорогам. Оптимальное усвоение кальция происходит при соотношении кальция и фосфора 1: 1,5.
Кальций присутствует в разных продуктах, но его усвояемые формы содержатся преимущественно в молоке и молочных продуктах.
Большинство болезней, рассматриваемых как следствие недостатка кальция (остеопороз, рахит, остеомаляция, кариес), могут возникать на фоне дефицита других пищевых веществ (белки, фтор, кальциферол, другие витамины и их метаболиты). Нарушения обмена кальция при этих заболеваниях следует считать вторичными.
Фосфор (Р) — входит в состав костной ткани и зубов. Его много в нервной и мышечной тканях. Соединения фосфора играют особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетной и сердечной мышц, потовых желез. Наиболее интенсивно обмен фосфора осуществляется в мышцах. Потребность организма в Р увеличивается при недостатке белков и усиленной физической нагрузке. Фосфорная кислота участвует в построении многих ферментов. Неорганический фосфор совместно с кальцием составляет твёрдую основу костной ткани и является обязательным компонентом реакции превращения углеводов.
Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, яйца, мясо и печень теплокровных животных, рыба.
Магний (Mg) – нормализует возбудимость нервной системы. Он обладает противосудорожным и сосудорасширяющим свойствами, а также свойствами стимулировать перистальтику кишечника, повышать желчевыделение, играет большую роль в процессах роста. Основные источники Mg – зерновые и молоко. Удовлетворение потребности организма в Mg зависит не только от его количества, поступившего с пищей, но и от соотношения его с Са и Р. Магнием богаты растительные продукты (крупы, бобовые, пшеничные отруби и др.).
Натрий (Na) –содержится во всех органах, тканях и биологических жидкостях. Это регулятор водного обмена, он играет важную роль в процессах внутриклеточного и меж тканевого обменов. Принимает участие в образовании буферных систем, обеспечивающих кислотно-щелочное равновесие. Хлористый натрий участвует в образовании соляной кислоты в желудке. При недостатке натрия поражается ЦНС. Соли натрия участвуют в поддержании осмотического давления цитоплазмы и биологических жидкостей. Основным регулятором содержания натрия в крови и тканевой жидкости являются почки. Резкое ограничение натрия ведёт к обезвоживанию организма. При резком ограничении питья или избыточном употреблении поваренной соли могут возникнуть: сухость кожи, языка, жажда, возбуждение, задержка воды в организме.
Калий (К). Вместе с натрием регулирует водный обмен, способствует выведению жидкости из организма, образованию буферных систем, обеспечивающих кислотно-щелочное равновесие.
Недостаток К приводит к общей слабости, повышенной возбудимости мышц, угнетению работы кишечника, нарушению сердечной деятельности. Продукты, богатые калием, — курага, соя, фасоль, горох, чернослив, изюм, картофель.
Микроэлементы – элементы, содержащиеся в пищевых продуктах в очень маленьких количествах, но оказывающие активное биологическое действие.
Железо (Fe) участвует в кроветворении и окислительных процессах. Недостаток железа нарушает иммунитет, снижает содержание гемоглобина. Продукты, богатые железом, — печень свиная, говяжья, творог, горох, соя, куриный желток.
Медь (Сu)участвует в окислительно-восстановительных процессах, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Способствует выработке иммунитета. При недостатке её развивается анемия. Продукты, содержащие медь, — печень, кальмары, креветки, рыба, желток яйца, гречневая и овсяная крупы, фундук, зелень петрушки, хрен.
Кобальт (Со) стимулирует кроветворение, участвует в процессах формирования кости, входит в состав витамина В12 и является исходным материалом для синтеза кишечной микрофлорой этого витамина. Продукты, содержащие кобальт, — яичный желток, печень говяжья, мясо кролика, овощи. При недостатке кобальта развиваются малокровие, потеря аппетита, общая слабость, нарушение кроветворения, бесплодие.
Марганец (Mn) – участвует в формировании костной ткани и процессах роста. Избыточное поступление марганца проводит к изменениям в костях, сходным с рахитом (марганцевый рахит). Соединения марганца важны для деятельности гормонов, ферментов и обмена некоторых витаминов. Он способствует накоплению аскорбиновой кислоты.
Цинк (Zn) – основная часть сосредоточена в эритроцитах крови. Входит в состав ферментов, гормонов. Недостаток цинка в эмбриональном периоде приводит к развитию уродств плода, пороков сердца. Продукты, богатые цинком: говяжья и свиная печень, крупа геркулес, пшеничные отруби, птица, рыба, орехи.
Йод (J) – входит в состав гормона щитовидной железы. При недостаточном его поступлении в организм развивается гипертрофия щитовидной железы. Йод – элемент нестойкий и при хранении быстро разрушается. Продукты: треска, сельдь, скумбрия, хек, капуста морская. Дефицит йода в воде, продуктах – причина эндемического зоба.
Содержание микроэлементов в пищевых продуктах растительного и животного происхождения подтверждено значительным колебаниям, поскольку оно зависит от геохимических особенностей местности, т.е. от химического состава почвы. Недостаток, а иногда избыток различных микроэлементов в почве, а, следовательно, в воде и пищевых продуктах некоторых местностей приводит к недостаточному или избыточному поступлению того или иного микроэлемента в организм человека. Это может быть причиной возникновения специфических массовых заболеваний, называемых геохимическими эндемиями.
Витамины – это группа физиологически активных, разнообразных по химической природе органических соединений, в следовых количествах поступающих в организм с пищей и участвующих в регуляции обмена веществ. При отсутствии или недостатке того или иного витамина в пище нарушается обмен веществ, что проявляется в задержке роста, понижении работоспособности и защитных сил организма и в ряде болезненных явлений, специфических для каждого вида гипо- и авитаминоза. Наоборот, достаточное количество витаминов в пище способствует улучшению жизнедеятельности и развития организма, процессам восстановления тканей, благоприятствует оптимизации процессов обмена и усиливает защитные силы организма. В связи с этим большое практическое значение имеет не только предупреждение гипо- и авитаминозов, но и обеспечение организма оптимальными количествами витаминов.
Витамин С – аскорбиновая кислота – участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в тканях и оказывает влияние на различные виды обмена и функции организма. Потребность взрослого в витамине С составляет 70 – 110 мг/сутки. Высокое содержание витамина С в пище повышает работоспособность и сопротивляемость организма инфекционным и токсическим агентам, сокращает срок заживления раненой поверхности после ожогов. При недостатке витамина С в начале отмечается быстрая утомляемость, цианотичность слизистой оболочки, иногда боли в нижних конечностях. Наблюдается повышенная ломкость капилляров и склонность к кровоизлияниям, и в последующем развивается тяжёлое заболевание цинга. Основные источники витамина С – зелень, овощи, фрукты, ягоды. Например, в шиповнике соединений С 1200 мг на 100 г продукта. Зимой и весной основными источниками витамина С являются картофель, капуста, но некоторые теряют часть витамина С в процессе хранения и варки. При вымачивании продуктов он переходит в воду, при варке – в отвар, в среднем при кулинарной обработке теряется около 50% витамина С.
Витамин В1 (тиамин) – входит в состав многих ферментов, необходимых для обмена. Потребность в сутки 2 – 3 мг. При недостаточном поступлении витамина В1 в организм наблюдается утомляемость, головные боли, сердцебиение, запоры, плохой аппетит. И может развиваться болезнь бери-бери – «ножные оковы» — поэтому появляется ощущение слабости в ногах, неуверенная походка, а затем развивается паралич, вследствие полиневрита. Главными источниками витамина В1 являются – продукты переработки злаков и бобовых. Дополнительные источники – говядина. Много содержится в сухих хлебопекарных дрожжах.
Витамин В2 (рибофлавин) – оказывает влияние на клеточное дыхание и входит в состав многих ферментов, участвует в процессе роста. Суточная потребность в витамине В2 – 2,0 мг/сутки. При недостатке рибофлавина появляется мацерация слизистой оболочки губ и прилегающих участков кожи, покрывающихся жёлтой коркой, далее появляется слезоточение, воспаление роговой оболочки глаз; стоматит-воспаление слизистой оболочки рта. Источники В2 – печень, почки, сердце, желток яиц, молоко, бобовые, мясо, орехи.
Витамин В3 ускоряет синтез белков, жиров, а также гормонов коры надпочечников, ускоряет образование здоровой ткани при ожогах, язвах, катаральных и язвенных стоматитах. Продукты – печень, дрожжи, яичный желток, фасоль.
Витамин В6 (пиридоксин) играет важную роль в обмене белка и отдельных аминокислот, нормализует кроветворение, кислотообразующую функцию желудка. Продукты – дрожжи, печень, яйца, фасоль, орехи, салат. Недостаток приводит к нарушению функции нервной системы, дерматитам.
Витамин В12 (цианокобаламин) участвует в кроветворении, предупреждает жировое перерождение печени. Продукты – говяжья и свиная печень, скумбрия, почки, сельдь, мясо кролика, яичный желток. Недостаток приводит к анемии.
Витамин В9 (фолиевая кислота) имеет важное значение в кроветворении, активизирует использование витамина В12. продукты – дрожжи, говяжья и свиная печень, зелень петрушки, шпинат, орехи, салат, творог. Недостаток вызывает малокровие, расстройство пищеварения, воспаление дёсен.
Витамин РР (никотинамид) – этот витамин участвует в белковом, углеводном и жировом обмене в тканях. Суточная потребность – 20-30 мг. Недостаток этого витамина ведёт к пеллагре. Ранние её симптомы: чувство слабости, отсутствие аппетита, поражение слизистой оболочки ротовой полости и понос. Затем воспаляются отдельные участки кожи и развиваются психозы. Много витамина РР в злаках, бобовых, яйцах, печени, овощах и в дрожжах.