Пищевые вещества, их роль и значение

При определении сбалансированности рационов по белку главное значение должно придаваться соблюдению отдельных пропорций аминокислот. Это очень важно для усвоения белков и обеспечения необходимого уровня процессов синтеза. Белки пищи лучше усваиваются в условиях сбалансированного аминокислотного состава пищи при каждом приеме.

Дефицит незаменимых аминокислот в пищевом рационе или его несбалансированность (т. е. нарушение правильных соотношений аминокислот) приводит к задержке роста, развития и другим нарушениям. Тяжелые заболевания развиваются у взрослых и особенно у детей не только при недостатке какойлибо незаменимой аминокислоты, но и при значительном избытке ее[9. c. 101].

Повидимому, основой развития нарушений в организме вследствие диспропорции аминокислот, поступающих с пищей, могут служить различные механизмы. Помимо имеющего наибольшее значение так называемого имбаланса аминокислот, который характеризуется недостатком в диете какойлибо незаменимой аминокислоты, лимитирующей использование других аминокислот в процессе биосинтеза белка, необходимо различать также токсический эффект самих аминокислот, аминокислотный антагонизм и сложные взаимоотношения между аминокислотным и витаминным обменом. Аминокислоты при их изолированном введении в организм могут оказывать выраженное токсическое действие. Одной из возможных причин этого является их быстрое дезаминирование и наводнение организма высокотоксичными аммонийными солями, так как в этом случае аминокислоты не используются для синтеза белка.

Отдельные аминокислоты обладают различной способностью нейтрализовать токсическое действие друг друга. С этой точки зрения понятен высокий в отношении большинства аминокислот детоксицирующий эффект аргинина, избыток которого может способствовать интенсификации процессов превращения аммонийных солей в мочевину.

Взаимонейтрализующее действие лейцина и изолейцина несомненно имеет другой механизм. Наличие значительной структурной близости между лейцином и изолейцином позволяет предполагать, что в данном случае в основе аминокислотного антагонизма могут лежать конкурентные отношения между структурными аналогами, хорошо известные из учения об антиметаболитах.

Наиболее токсичные аминокислоты -- метионин, тирозин и гистидин. Их токсическое действие, как и других аминокислот, в более тяжелой степени проявляется при низкобелковой диете. Таким образом, необходимость сбалансирования аминокислотного состава вытекает не только из возможности более полного их усвоения, но и из взаимонейтрализующего действия этих биологически активных веществ. Данные обстоятельства следует учитывать при планировании обогащения натуральных продуктов отдельными аминокислотами.

Биохимическая сущность соотношений отдельных пищевых веществ в питании чрезвычайно сложна, так как является интегральным отражением всего многообразия процессов обмена веществ и их изменений в зависимости от условий существования организма. Тип обмена и обеспечивающие его биохимические (прежде всего ферментные) системы несомненно эволюционируют вместе с изменением характера питания, поэтому учтены не только энергетические и пластические потребности человека, а также необходимые для его жизнедеятельности количества витаминов и микроэлементов, используемые организмом для построения ферментных и гормональных систем[5. c. 59].

Потребность организма в отдельных витаминах также претерпевает определенные изменения и даже для взрослых не может считаться постоянной величиной; она в значительной степени связана с характером питания. Так, потребность организма в тиамине находится в прямой связи с его энерготратами и в определенной степени сопряжена с повышением в питании доли углеводов. Принято считать, что потребность в тиамине составляет примерно 0,6 мг на 1000 ккал, и она несколько возрастает с повышением в питании количества углеводов. Это объясняется тем, что функция тиамина связана с биосинтезом ферментных систем, принимающих участие в декарбоксилировании кетокислот. Аналогичная взаимосвязь возможна также и в отношении липоевой кислоты.

Потребность в витамине Be значительно возрастает с повышением содержания животного белка в рационе, что связано с коферментными функциями этого витамина. В то же время потребность в витамине Вб уменьшается соответственно увеличению в диете содержания холина, пантотеновой кислоты, биотина и полиненасыщенных жирных кислот[7. c. 99]. Взаимозависимость между количеством потребляемых витаминов, с одной стороны, и содержанием в рационе основных пищевых веществ, с другой, очевидно, определяется биокаталитической функцией витаминов, их ролью в обмене тех или иных веществ. Иными словами, на превращение углеводов и других пищевых веществ затрачивается определенное количество витаминов, потребность в которых в - мере характеризует степень износа ферментных систем. Это же касается и ряда микроэлементов.

Таким образом, принцип сбалансированного питания не может определяться какой-либо узкой группой веществ, как бы ни были они важны для жизнедеятельности организма. В оценке сбалансированного или несбалансированного питания необходимо ориентироваться на весь комплекс незаменимых факторов питания с возможно более полным учетом существующих коррелятивных взаимозависимостей.

Под оптимальным питанием следует понимать правильно организованное и соответствующее физиологическим ритмам снабжение организма хорошо приготовленной, питательной и вкусной пищей, содержащей адекватные количества незаменимых пищевых веществ, необходимых для его развития и функционирования. Оптимальное питание должно обеспечивать сбалансированность поступления энергии в организм с его энерготратами, равновесие поступления и расходования основных пищевых веществ при учете дополнительных потребностей организма, связанных с его ростом и развитием. Оптимальное питание должно способствовать сохранению здоровья, хорошему самочувствию, максимальной продолжительности жизни, преодолению трудных для организма ситуаций, связанных с воздействием стрессовых факторов, инфекций и экстремальных условий. Представление об оптимальном питании, очевидно, всегда будет иметь определенные черты индивидуальности в каждой стране и должно опираться на средние величины так называемых душевых потребностей, дифференцированных по отдельным контингентам населения в зависимости от климатогеографических условий, национальных обычаев и т. п. [10. c. 41]

Необходимо учитывать новые данные о процессах регуляции и адаптации, а также сложные метаболические закономерности, поддерживающие в организме гомеостаз. Несомненно, что всякое длительное отклонение от принципов рационального питания неизбежно оказывает неблагоприятное воздействие на организм.

Физиологические нормы питания являются средними величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп населения в пищевых веществах и энергии.

Физиологические нормы питания лежат в основе официальных рекомендаций величин потребления основных пищевых веществ и энергии для различных контингентов населения. Они дают научную базу для планирования производства основных пищевых продуктов, служат критерием оценки фактического питания, используются при разработке программ подготовки специалистов в области питания, для организации рационального питания в коллективах и лечебного питания в различных лечебно-профилактических учреждениях. Регламентированная в действующих нормах потребность в энергии представляет средние ее величины для лиц в каждой выделяемой (в зависимости от пола, возраста, профессии, условий быта и т. д.) группе, а рекомендуемые нормы основных нутриентов должны обеспечивать индивидуальные потребности всех лиц соответствующей группы с учетом максимальных пределов колебаний. Для расчета индивидуальных потребностей в пищевых веществах и энергии целесообразно применять нормографический метод вычисления.

Нормы потребления пищевых веществ и энергии базируются на основных положениях концепции сбалансированного питания и предполагают обеспечение следующих принципов рационального питания. Энергетическая ценность рациона взрослого человека должна соответствовать энерготратам организма. Величины потребления основных пищевых веществ -- белков, жиров и углеводов должны находиться в пределах физиологически необходимых соотношений между ними. В рационе предусматриваются физиологически необходимое количество животных белков -- источников незаменимых аминокислот, физиологические пропорции насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, оптимальные количества витаминов. Содержание основных минеральных веществ в пище должно соответствовать физиологическим потребностям здорового человека. [1. c. 56]

При определении потребности в основных пищевых веществах и энергии для различных групп взрослого трудоспособного населения особое значение имеют различия в энерготратах, связанные с особенностями трудовой деятельности. Энерготраты организма включают: а) расход энергии на основной обмен (в среднем 1 ккал/кг ч); б) специфически динамическое действие пищи (затрата энергии на переваривание, всасывание, транспорт и ассимиляцию нутриентов на уровне клетки) -- большей степени при потреблении с пищей белков (до 30-- 40 % энергетической ценности поступающих белков) и в меньшей (5--7 %) -- при потреблении углеводов и жиров; в) расход энергии на трудовую деятельность, активный отдых и т. п.

Таким образом, сбалансированный суточный пищевой рацион взрослого среднестатистического человека должен в среднем включать 1900 мл жидкости (в питье, в блюдах и в «сухих» продуктах), 90 г белков, 90 г жиров, 450 г углеводов, 0,1 г витаминов, 20 г минеральных веществ, микроэлементов и ультрамикроэлементов. Всего для полного удовлетворения потребностей организма человека необходимо более 600 различных веществ, в том числе 8 незаменимых и 10 заменимых аминокислот[9. c. 105].

При больших и тем более чрезмерных физической или умственной нагрузках потребность в одних нутриентах возрастает, в других снижается. Меняются потребности организма и при некоторых болезнях.

Энергетические затраты подростков примерно на 1700 килокалорий больше, нежели детей в возрасте от 1 года до 3 лет. А суточный пищевой рацион людей в возрасте от 28 до 39 лет при прочих равных условиях в среднем должен содержать энергии на 200 килокалорий больше, чем рацион 40--60летних людей.

Теперь напомним об основном смысле неоднократно уже упоминавшихся понятий -- биологическая и пищевая ценность питания.

Биологическую ценность п и щи прежде всего определяют особенности участия каждой из входящих в нее аминокислот в синтезе собственных белков организма, а также особого вида активность входящих в нее высоконенасыщенных жирных кислот и витаминов.

Пищевая ценность продуктов -- понятие более широкое. Здесь учитываются и энергетическая ценность (энергия) продукта, и содержащиеся в нем органические биополимеры, и неорганические вещества, и даже вкусовые качества. Наиболее распространенные величины учета пищевой ценности -- это грамм или миллиграмм данного нутриента в 100 г съедобной части продукта Энергию продуктов в популярной печати чаще принято оценивать в килокалориях, в специальной печа ти --в килоджоулях (1 ккал равна 4,18 кДж) [5. c. 46].

Прежде чем перейти к конкретному разговору о составляющих наш рацион ингридиентах, приведем еще од ну цитату из А. А. Покровского, свидетельствующую о его отношении к арифметическим критериям концепции сбалансированного питания: «Значение приведенных цифр заключается не только в абсолютных величинах, но главным образом в определении оптимальных для усвоения соотношений отдельных пищевых веществ... При этом важно понять, что вредна не только недостаточность отдельных эссенциальных (незаменимых.-- 3. Э. ) факторов, но опасен и их избыток, включая избыточное количество как калорий, так и отдельных веществ».

Полемизируя по тому же поводу с другим видным ученым нутрициологом, профессором К. С. Петровским, академик А. А. Покровский также подчеркивал: прежде чем предлагать человеку усреднению сбалансированный пищевой рацион, необходимо еще и еще раз выяснить его индивидуальные возможности, особенности его образа жизни. Ведь главным требованием к рациональному, сбалансированному питанию было и остается-- не переедать: энергия пищи не должна превышать энергетических затрат.

Целесообразность уточнений ставшей как бы классической концепции сбалансированного питания подтверждается также рядом последних открытий и наблюдений. В частности, академика А. М. Уголева [6. c. 44]. Обнаружены новые типы пищеварения, например мембранное и лизосомное. Выявлены новые механизмы транспорта пищевых веществ из желудочнокишечного тракта во внутреннюю среду организма высокоорганизованных животных и человека, включая транспорт белковых макромолекул. Более точно определена роль микрофлоры кишечника в процессах пищеварения и утилизации ряда нутриентов пищи.

Все эти открытия вносят свой вклад и в концепцию сбалансированного питания.

3. Микотоксины в пищевых продуктах, профилактика микотоксикозов

Микотоксины (от греч. мэкзт, mykes, mukos-- «гриб»; фпойкьн, toxikon-- «яд»)-- токсины, низкомолекулярные вторичные метаболиты, продуцируемые микроскопическими плесневыми грибами.

Микотоксины являются природными загрязнителями зерна злаковых, бобовых, семян подсолнечника, а также овощей и фруктов. Они могут образовываться при хранении во многих пищевых продуктах, под действием развивающихся в них микроскопических грибов.

Известно более 250 видов грибов, продуцирующих несколько сотен микотоксинов. Многие из них обладают мутагенными (в том числе канцерогенными) свойствами. Среди микотоксинов, представляющих опасность для здоровья человека и животных, наиболее распространены афлатоксины (формула I и II), трихотеценовые микотоксины, или трихотецены (IIIIV), охратоксины (V), патулин (VI), зеараленон и зеараленол (VII). Большинство микотоксинов - кристаллические вещества (см. таблицу), термически стабильны, хорошо растворимые в органических растворителях. Микотоксины (за исключением охратоксинов) достаточно устойчивы к действию кислот, разрушаются щелочами с образованием нетоксичных или малотоксичных соединений. Биосинтез микротоксинов включает обычно стадию конденсации 1 молекулы ацетилкофермента А с тремя и более молекулами малонилкофермента А[7. c. 66].

Содержание микотоксинов в пищевых продуктах и кормах варьирует в широких пределах и может достигать сотен мкг/кг. Оптимальная температура токсинообразования лежит в пределах от 812°С (токсин Т2) до 2730 °С (афлатоксины). Для основных микотоксинов в ряде стран установлены ПДК. В пищевых продуктах ПДК афлатоксина B1 0,005, патулина 0,05, токсина Т2 0,1, дезоксиниваленола 0,5 и 1,0 (в зависимости от вида продукта), зеараленона 1,0 мг/кг. Продуценты афлатоксинов поражают главным образом зерновые, масличные и бобовые культуры; продуценты охратоксинов, зеараленона, трихотеценов типов А и В - зерновые; трихотеценов типа С - грубые корма, богатые клетчаткой; продуценты патулина - фрукты, овощи и продукты их переработки. Ежегодные потери сельскохозяйственной продукции в мире, связанные с загрязнением их микотоксинами, превышают 15 млрд. долл. [4. c. 87] Потенциальная опасность загрязнения микотоксинами существует для 1 млрд. т сельскохозяйственной продукции.

Для здоровья человека один из наиболее опасных токсинов афлатоксин. Потребление пищевых продуктов, содержащих 1,7 мг/кг афлатоксина, за короткий период времени может привести к необратимым повреждениям в печени, а 75 мг/кг к смерти.

Пораженная афлатоксином пища ассоциируется с синдромом Рейа или оспой, которая поражает детей. Симптомы рвота, конвульсии и кома. Смертность может достигать 80%. Некоторые исследователи связывают гепатит B с афлатоксином, предположительно изменяющим генетическую структуру ДНК, в результате чего вирус гепатита поражает клетку.

Болезнь КашинБека и алиментарная токсическая алеукия прямое следствие потребления пищи, содержащей фузариотоксины. Первая была впервые описана в восточной части России более 150 лет назад. Причина этой болезни грибки, растущие на пшенице. Симптомы включают хрупкость костей и двухсторонний деформирующий остеоартроз[8. c. 44].

Основные источники опасных для человека микотоксинов кукуруза, пшеница, рис, арахис и другие культуры. Однако микотоксины могут также переходить в продукты животного происхождения

Мясо птицы также может представлять угрозу здоровью человека, если при его выращивании использовались корма, пораженные микотоксинами. Еще в 1979 г. Дж.Эдс (Университет Флорида) с помощью меченого радиоактивного афлатоксина доказал, что спустя 5 ч после кормления птицы 31% этого токсина оказывался в грудных и ножных мышцах, 11% в крови и 10% в печени.Хотя афлатоксин в яйце не столь стабилен, как в некоторых других продуктах (после 9 мес хранения при 3 ^о С уровень сложно установить), тем не менее его концентрация в желтке выше, чем в белке. [1. c. 56]

Сегодня уже ясно, что микотоксины представляют серьезную угрозу во всех звеньях пищевой цепочки от птичников и ферм до конечных продуктов питания. Несмотря на ряд причин, не позволяющих диагностировать микотоксины, совершенно очевидно, что многие из них весьма опасны даже при низкой концентрации. Все это так или иначе пагубно отражается на экономике хозяйств, особенно тех, где наряду с промышленными имеются родительские стада.

Бурное развитие биотехнологии дрожжевых культур, где ведущая роль принадлежит компании "Оллтек", привело к эффективному решению этой острой проблемы с помощью этерифицированных глюкоманнанов адсорбента органического происхождения, защищенного двумя патентами[7. c. 84].

Микотоксикозом называют отравление (обычно у животных) вследствие поедания кормов, загрязненных микотоксинами.

- Первичный микотоксикоз (острый или хронический)

- Вторичный микотоксикоз-- следствие взаимодействия микотоксинов с другими факторами среды

Профилактика микотоксикозов включает мероприятия как защитного, так и контрольного характера. В первую очередь должны обеспечиваться правильные условия хранения зерна, исключающие его увлажнение и плешевение[9. c. 45].

В соответствии с системой Анализа опасности и критических контрольных точек (HACCP), путем идентификации и оценки риска, обусловленного наличием микотоксинов, в процессе производства и потребления зерна и комбикормов было выделено 7 критических контрольных точек, на которых необходимо предпринимать меры для предотвращения контаминации: (1) состояние и качество семян, (2) качество обработки почвы, (3) период прорастания, (4) уборка урожая, (5) период после уборки урожая, (6) хранение и (7) переработка. Для того чтобы избежать загрязнения зерна и кормов микотоксинами, необходимо тщательно придерживаться технологических норм в первых шести критических контрольных точках. Если загрязнение всетаки произошло, то следует принять меры по обеззараживанию (деконтаминации) зерна и кормовых субстратов до использования и по профилактике отравлений (микотоксикозов) животных при использовании токсичных кормов.

Деконтаминация зерна и кормов, загрязненных микотоксинами

Процесс деконтаминации зерна представляет собой направленное воздействие физических, химических или биологических факторов (агентов), а также их комбинаций, в результате которого происходит деградация (разрушение) содержащихся в зерне микотоксинов. Зерно подвергают обработке деконтаминирующими факторами либо в сухом виде, либо в водной среде.

Вымачивание. Это один из наиболее ранних приемов по обеззараживанию зерновых продуктов. В основе метода детоксикации зерна путем вымачивания лежат два механизма: (1) экстракция водорастворимых микотоксинов и (2) трансформация ферментами, содержащимися в зерне. Многие микотоксины, молекулы которых содержат гидрофильные группы, эффективно экстрагируются водой. К таким микотоксинам относятся ДОН, ниваленол, НТ2 токсин, Т2 триол, Т2 тетраол. Предложен метод обезвреживания фуражного зерна, согласно которому зерно заливают четырехкратным объемом воды и выдерживают, помешивая, 6 часов, после чего воду меняют[11. c. 105].

Окислители. При контакте микотоксинов с окислителями происходит разрушение функциональных групп, обуславливающих токсические свойства. Образующиеся при этом метаболиты характеризуются высоким содержанием гидрофильных групп, вследствие чего легко вымываются из обрабатываемого субстрата.

Обработка ультразвуком. Метод основан на явлении ультразвуковой микрокавитации-- локальном волнообразном образовании пор (пузырьков) с пониженным давлением и повышении С. Высокочастотные колебания, давления до 100 кПа и температуры до 1700 сообщаемые обрабатываемому материалу ультразвуковыми волнами, способствуют эффективному высвобождению микотоксинов в раствор. Кроме физического воздействия, ультразвуковые волны запускают так называемые сонохимические реакции, отличающиеся по термодинамическим и кинетическим характеристикам от аналогичных реакций, протекающих в нормальных условиях, то есть в отсутствие ультразвукового воздействия. Зерно загружают в контейнеры, на стенках которых расположены генераторы ультразвука, заливают реакционной смесью и обрабатывают С.ультразвуком с частотой 35100 кГц в течение 24 часов при температуре 1250 Данный метод позволяет снизить концентрацию Т2 токсина, НТ2 токсина, ДОНа, зеараленона, охратоксинов и афлатоксинов в зерне злаковых на 7080%[11. c. 44]. Эффективно разрушается эпоксидная группа трихотеценовых микотоксинов, играющая, как известно, ключевую роль в механизме токсического действия. Гидролизу эпоксигруппы способствует сдвиг кислотноосновного равновесия, как в сторону снижения, так и в сторону повышения рН. Для защелачивания среды можно использовать карбонаты, а также первичные и вторичные амины. В роли катализаторов могут выступать спирты, например, метанол, этанол, пропанол, глицерин или полиэтиленгликоль. Кроме участия в соннохимических реакциях трансформации микотоксинов, спирты, присутствующие в реакционной смеси, улучшают смачивание зерна и повышают растворимость микотоксинов и, следовательно, их экстракцию из зерна. После завершения ультразвуковой обработки, реакционную смесь сливают, а обработанное зерно промывают водой, при необходимости повторно подвергая воздействию ультразвука, и высушивают.

Список литературы

Агроэкология. /под. ред. Черникова. М.: КолосС, 2001. - 579с.

Казакова З.А., Полинова К.М., Мельникова А.К. Основы физиологии питания, гигиена и санитария. М.: Экономика, 1978. 245 с.

Красницкая Е.С. Гигиена и санитария предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1979. 127 с.

Микробиология, санитария и гигиена: Учеб. для ВУЗов / Мудрецова В.А. Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П.. Владивосток: ДВГАЭУ, 1997. 312 с.

Минх А.А. Общая гигиена. М.: Медицина, 1983. 267 с.

Позняковский В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов. Новосибирск: 2007 - 657с.

Педенко А.И., Лерина И.В., Белицкий Б.И. Гигиена и санитария общественного питания. М.: Экономика, 1991. 255

Чепурной И. Идентификация и фальсификация продовольственных товаров. М.: Дашков и К⁰», 2004. - 460с.

Санитарное обследование столовых: Методические указания к выполнению практикума. Владивосток: ДВИСТ, 1989. 15 с.

Старичкова Н.В. Качество пищевых продуктов: контаминанты и пищевые добавки. ДВГАЭУ, 1998,105с.

Справочник руководителя предприятия общественного питания. М.: Экономика, 1999. 240 с.

Строкова Л.В. Гигиена и санитария питания в гостинично-туристическом комплексе: Учеб. пособие. Владивосток: ДВГАЭУ, 1997. 104 с.

Размещено на Allbest.ru