Вопросы по пищевой химии. 1. Предмет и задачи пищевой химии. Понятия о пищевой и биологической ценности продуктов
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
Переваривание белков. Белки пищи расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот: П  ереваривание белков осуществляется в результате последовательного действия сначала пепсина в кислой среде желудка, а затем трипсина и химотрипсина в тонком кишечнике при рН 7-8. Далее, короткие пептиды гидролизуются под действием ферментов карбоксипептидазы и ами-нопептидазы до свободных аминокислот, которые проникают в капилляры ворсинок и переносятся кровью в печень. Пепсин, трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза секретируются в желудочно-кишечный тракт в виде неактивных зимогенов. Активация пепсина в желудочном соке происходит путем автокатализа. Активация трипсина осуществляется в тонком кишечнике под действием фермента энтерокиназы, содержащегося в кишечном соке. Трипсин в активной форме активирует в тонком кишечнике другие зимогены протеаз.В здоровом организме зимогены, выделяемые поджелудочной железой, активируются только в тонком кишечнике, в противном случае возникает заболевание, именуемое острый панкреатит. Переваривание жиров. Этот процесс осуществляется, главным образом, в тонком кишечнике липазой поджелудочной железы, поступающей в виде зимогена (пролипазы), который только в кишечнике превращается в активную липазу. В  присутствии желчных кислот и специального белка, имеющего наименование колипаза, активная липаза катализирует гидролиз три-ацилглицерина с отщеплением крайних ацилов и образованием смеси свободных высших жирных кислот в виде мыл (калиевых и натриевых солей) и 2-моноацилглицеринов, которые эмульгируются при помощи желчных кислот и всасываются кишечными клетками. Процесс должна быть описан следующей схемой:Соли желчных кислот (производные холевой кислоты) поступают из печени в желчь, а с ней — в верхнюю часть тонкого кишечника. После всасывания кислот и 2-моноацилглицеринов из эмульгированных капелек жира в нижнем отделе тонкого кишечника происходит обратное всасывание солей желчных кислот, которые возвращаются в печень и используются повторно. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, желчные кислоты постоянно циркулируют между печенью и тонким кишечником. Причем, они играют важную роль в усвоении не только триацилглицеринов, но и всœех других жирорастворимых компонентов пищи. Так, недостаток желчных кислот может привести к пищевой недостаточности витамина А. Желчные кислоты нужны также для всасывания ионов Са2+, Mg2+, Fe2+ . Кроме указанных, продуктами переваривания липидов являются легко всасывающиеся глицерин, фосфорная кислота͵ холин и другие растворимые компоненты. Продукты деполимеризации всасываются в лимфу, а оттуда попадают в кровь. Водорастворимые витамины всасываются из тонкого кишечника в кровь, где образуют комплексы с соответствующими белками, и в таком виде транспортируются к различным тканям. Во всасывании воды и минеральных веществ значительную роль играет их активный транспорт через мембраны кишечной стенки, составляющий 8—9 л воды. Основной источник воды — пищеварительные соки пищеварительной системы и лишь 1,5 л воды поступает извне. Это важный путь сохранения водного баланса в организме. За исключением большей части триацилглицеринов, питательные вещества, поглощенные в кишечном тракте, поступают в печень, которая является основным центром распределения питательных веществ, где сахара, аминокислоты и некоторые липиды подвергаются дальнейшим превращениям и распределяются между разными органами и тканями. 71. Деполимеризация макронутриентов в ротовой полости и желудке. Желудочный сок, пищеварительные ферменты желудочного сока и слюны. В ротовой полости основным процессом переработки пищи являются механические (измельчение) и коллоидные (смачивание слюной и набухание) процессы. В результате этих процессов из пищи формируется пищевой комок. Помимо этих процессов здесь начинаются и химические процессы. В слюне человека (рН слюны близка к нейтральной) содержатся ферменты, расщепляющие углеводы. Но в ротовой полости крахмал не расщепляется до глюкозы, т.к. пища находится здесь короткое время, поэтому образуется слизь, состоящая из мальтозы, глюкозы, олигосахаридов. Продолжительность переработки пищи в ротовой полости составляет 15 – 18 секунд. Пищевой комок с корня языка через глотку и пищевод попадает в желудок. В желудке пищеварение продолжается в течение 6 – 12 часов. Здесь происходят коллоидные (смачивание, набухание), физико-химические (проникновение желудочного сока в пищевой комок, свертывание белков, створаживания молока и др.) и химические процессы, в которых участвуют ферменты желудочного сока. Чистый желудочный сок представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, содержащую соляную кислоту в концентрации 0,4 – 0,5% (рН 1,5 – 2,5). Соляная кислота создает среду, которая активирует кислые протеазы (пепсин и гастриксин) и способствует денатурации и набуханию белков, что облегчает их гидролиз. В желудке работает три группы ферментов: - ферменты слюны – амилазы, которые действуют первые 30 – 40 секунд до появления кислой среды; - ферменты желудочного сока – протеазы (пепсин, гастриксин, желатиназа). Они расщепляют белки до полипептидов и желатина, и липазы, расщепляют жиры. Так как липазы обычно действуют только на эмульгированные жиры в слабощелочной среде, продолжительность и активность их действия невелика. Продуктами деполимеризации жиров являются ацилглицерины. 72. Деполимеризация макронутриентов в кишечнике. Пищеварительные ферменты поджелудочного и кишечного соков, их основные функции. (?) 73. Метаболизм углеводов в печени. Основная роль печени в углеводном обмене заключается в обеспечении постоянства концентрацииглюкозы в крови. Это достигается регуляцией между синтезом и распадом гликогена, депонируемого в печени. В печени синтез гликогена и его регуляция в основном аналогичны тем процессам, которые протекают в других органах и тканях, в частности в мышечной ткани. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает в норме временный резерв углеводов, необходимый для поддержания концентрации глюкозы в крови в тех случаях, если ее содержание значительно уменьшается (например, у человека это происходит при недостаточном поступлении углеводов с пищей или в период ночного «голодания»). Необходимо подчеркнуть важную роль фермента глюкокиназы в процессе утилизации глюкозы печенью. Глюкокиназа, подобно гексокиназе, катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, при этом активность глюкокиназы в печени почти в 10 раз превышает активность гексокиназы. Важное различие между этими двумя ферментами заключается в том, что глюкокиназа в противоположность гексокиназе имеет высокое значение КМ для глюкозы и не ингибируется глюкозо-6-фосфатом. После приема пищи содержание глюкозы в воротной вене резко возрастает: в тех же пределах увеличивается и ее внутрипеченочная концентрация. Повышение концентрации глюкозы в печени вызывает существенное увеличение активности глюкокиназы и автоматически увеличивает поглощение глюкозы печенью (образовавшийся глюкозо-6-фосфат либо затрачивается на синтез гликогена, либо расщепляется) 74. Метаболизм аминокислот в печени. Печень - основное место обмена аминокислот. Для синтеза белков используются аминокислоты, образующиеся при метаболизме эндогенных (в первую очередь мышечных) и пищевых белков, а также синтезируемые в самой печени. Большинство аминокислот, поступающих в печень по воротной вене, метаболизируются до мочевины (за исключением разветвленных аминокислот -лейцина , изолейцина и валина ). Некоторые аминокислоты (например, аланин ) в свободном виде поступают обратно в кровь. Наконец, аминокислоты используются для синтеза внутриклеточных белков гепатоцитов, сывороточных белков и таких веществ, как глутатион , глутамин , таурин , карнозин и креатинин . Нарушение метаболизма аминокислот может привести к изменению их сывороточных концентраций. При этом уровень ароматических аминокислот иметионина , метаболизирующихся в печени, повышается, а разветвленных аминокислот, используемых скелетными мышцами , - остается нормальным или понижается. Предполагают, что нарушение соотношения этих аминокислот играет роль в патогенезе печеночной энцефалопатии , однако это не доказано. Аминокислоты разрушаются в печени при помощи реакций трансаминирования и окислительного дезаминирования. При окислительном дезаминировании из аминокислот образуются кетокислоты и аммиак . Эти реакции катализируются оксидазой L-аминокислот . Однако у человека активность этого фермента низка, и поэтому основной путь распада аминокислот следующий: сначала происходит трансаминирование - перенос аминогруппы с аминокислоты на альфа-кетоглутаровую кислоту с образованием соответствующей альфа-кетокислоты и глутаминовой кислоты , - а затем уже окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты . Трансаминирование катализируется аминотрансферазами (трансаминазами) . Эти ферменты в большом количестве содержатся в печени; они также обнаруживаются в почках, мышцах, сердце, легких и ЦНС. Наиболее изученаАсАТ . Ее сывороточная активность повышается при различных болезнях печени (например, при острых вирусном и лекарственном гепатитах ). Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты катализируется глутаматдегидрогеназой . Образующиеся в результате трансаминирования альфа-кетокислоты могут вступать в цикл Кребса , участвовать в метаболизме углеводов и липидов. Кроме того, с помощью трансаминирования в печени синтезируются многие аминокислоты, за исключением незаменимых аминокислот . Распад некоторых аминокислот идет по иному пути: так, глицин дезаминируется с помощью глициноксидазы . При тяжелом поражении печени (например, обширном некрозе печени ) метаболизм аминокислот нарушается, содержание их в крови в свободной форме повышается, и в результате может развиться гипераминоацидемическая аминоацидурия . 75. Метаболизм липидов в печени. Печень — основной орган метаболизма липидов (холестерин фосфолипиды, триглицериды) и липопротеинов (ЛП). Липиды нерастворимы в воде, а ЛП, гидрофобные внутри и гидрофильные снаружи, могут транспортироваться в плазму. Холестерин (ХС) обнаруживается в клеточных мембранах и является предшественником жёлчных кислот и стероидных гормонов. Он синтезируется в печени, тонкой кишке и других органах. Часть холестерина абсорбируется в кишечнике и достигает печени в связанном с хиломикронами состоянии. ХС образуется в основном из ацетил-КоА в микросомальной фракции и в цитозоле. Его синтез в печени подавляется высокохолестериновой диетой и голоданием и усиливается при наложении билиарной фистулы или перевязке жёлчного протока, а также при образовании кишечной лимфатической фистулы. Ключевая реакция в процессе биосинтеза холестерина — превращение 3-гидрокси-З-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА) в мевалонат с участием фермента ГМГ-КоА-редуктазы. Механизмы, регулирующие этот процесс, неизвестны. ХС, содержащийся в мембранах и в жёлчи, представлен преимущественно свободной фракцией. Основной путь выведения холестерина — его экскреция с жёлчью. В плазме и некоторых органах, например в печени, надпочечниках и коже, также обнаруживают эфиры холестерина (холестерин, этерифицированный жирными кислотами с длинной цепью). Эфиры ХС являются менее полярными, чем свободный холестерин, и поэтому ещё менее растворимыми в воде. Этерификация происходит в плазме под д  ействием синтезируемого в печени фермента лецитинхолестеринацилтрансферазы (Л ХАТ).БИОСИНТЕЗ ХОЛЕСТЕРИНА Фосфолипиды — гетерогенная группа веществ. Они состоят из одного или более остатков фосфорной кислоты и другой полярной группы. Последняя может быть представлена разными основаниями, например холином или этаноламином. Кроме того, в состав фосфолипидов входят остатки жирных кислот с длинной цепью. Фосфолипиды химически более активны, чем холестерин и его эфиры. Фосфолипиды являются важной составной частью клеточных мембран и участвуют во многих химических реакциях. Из фосфолипидов плазмы и клеточных мембран наибольшая часть приходится на фосфатидилхолин (лецитин). Триглицериды (ТГ) по сравнению с фосфолипидами имеют более простое строение. Основной составной частью молекулы ТГ является глицерин, гидроксильные группы которого этерифицированы жирными кислотами. Содержащиеся в организме ТГ характеризуются значительным разнообразием входящих в их состав жирных кислот. ТГ служат энергетическим депо и средством переноса энергии от кишечника и печени к тканям. 76. Основные теории науки о питании: краткая характеристика, основные отличия. Теория сбалансированного питания(конец XIX-начало ХХ в.в.)- Нормальное функционирование организма обеспечивается при его снабжении не только необходимыми энергией и белком, но также, при соблюдении определенных соотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обмене веществ. Основные положения: *При идеальном питании приток веществ точно соответствует их потере *Приток питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ *Энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии В основе теории - определение пропорций отдельных пищевых веществ в рационе, отражающих сумму обменных реакций, которые характеризуют химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма Главная биологическая закономерность - правило соответствия ферментных наборов организма химическим структурам пищи. Потоки веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма в соответствии с теорией сбалансированного питания. Пищевые продукты при пищеварении разделяются на всасываемые вещества (нутриенты) и балласт. Состав пищи: *пищевые вещества – белки, углеводы, жиры, витамины, минеральные вещества и др.; *балластные вещества; *токсические вещества Теория адекватного питания (акад. А.М. Уголев)- Основные положения *Пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями *Приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи, а также в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества *Нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ *Физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества – «пищевые волокна» Потоки веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма в соответствии с теорией адекватного питания. В отличие от теории сбалансированного питания, при переваривании пищи формируются потоки вторичных нутриентов, токсинов, гормонов. Кроме того, пища стимулирует продукцию кишечных гормонов.  77. Пищевая ценность продуктов питания. Потребность человека в основных пищевых веществах и энергии. ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ - основная характеристика пищевого продукта: количество содержащихся в нем пищевых веществ (белков, жиров и др.) и их соотношение. НОРМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ В ЭНЕРГИИ И ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВАХ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП НАСЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ МР 2.3.1.2432-08 Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко 18 декабря 2008 г. Физиологические потребности в энергии • для взрослых- • для мужчин - 2100 - 4200 ккал/сутки • для женщин - 1800 - 3050 ккал/сутки • для детей до 1 года - 110-115 ккал/кг массы тела • для детей старше 1 года - от 1200 до 2900 ккал/сутки 78. Теория адекватного питания. Характеристика основных положений. В 80-е гг. XX в. была сформулирована новая теория питания, представляющая собой развитие теории сбалансированного питания с учетом новейших знаний о функциях балластных веществ и кишечной микрофлоры в физиологии питания. Эта теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев, была названа теорией адекватного питания. В основе теории лежат четыре принципиальных положения: — пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями; — приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества; — нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ; — физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название «пищевые волокна». Под термином «пищевые волокна» объединяют биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, включающие целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины (в нативном виде протопектины) и соединения полифенольной природы — лигнины. Целлюлозы и гемицеллюлозы являются практически нерастворимыми компонентами, тогда как пектиновые вещества и лигнины относятся к растворимым полимерам. Эти компоненты, составляющие структурную основу клеточных стенок и оболочек плодов, при технологической переработке растительного сырья в пищевые продукты в основной массе удаляются. Примерами могут являться технология переработки зерна в муку, шлифование риса, отжим сока из плодов, различные процессы экстракции. В соответствии с теорией сбалансированного питания эти компоненты считались балластными веществами и их удаление из пищи в ходе технологических процессов признавалось необходимым, что привело в итоге к значительному сокращению их содержания в традиционном рационе питания и, как следствие, отрицательно сказалось на здоровье населения. Специфические физиологические свойства пищевых волокон включают: стимуляцию кишечной перистальтики; адсорбцию различных токсичных продуктов, в т.ч. продуктов неполного переваривания, радионуклидов, некоторых канцерогенных веществ; интенсификацию обмена желчных кислот, регулирующего уровень холестерина в крови; снижение доступности макронутриентов (жиров и углеводов) действию пищеварительных ферментов, предотвращающее резкое повышение их содержания в крови; доступность действию кишечной микрофлоры (в качестве постоянного питательного субстрата), деятельность которой обеспечивает поступление в организм ценных вторичных нутриентов (витаминов группы В и других) и проявляется в различных иных позитивных эффектах воздействия на обмен веществ. Функции растворимых и нерастворимых пищевых волокон имеют различия: целлюлозы и гемицеллюлозы оказывают, в основном, действие стимуляторов перистальтики, а пектины являются сорбентами и питательным субстратом для кишечной микрофлоры. Теория адекватного питания формулирует основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается весь комплекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процессах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным особенностям протекающих в нем химических превращений. 79. Принципы рационального питания: основные положения. Рациональное питание, как гласит определение, это физиологически полноценное питание здоровых людей с учетом их пола, возраста, характера труда, климатических условий обитания. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, сопротивляемости вредным факторам окружающей среды, высокой физической и умственной работоспособности, активному долголетию. Существуют основы рационального питания, которые мы должны знать, чтобы питаться правильно. |