Niezbędnik chemiczny cz.1

Musi ono odpowiadać w sposób optymalny zapotrzebowaniu na energię i składniki odżywcze, bez których nie możemy w pełni wykorzystywać swoich genetycznie uwarunkowanych możliwości rozwoju fizycznego i umysłowego ani utrzymać dobrego stanu zdrowia przez całe życie.

Aby ułożyć prawidłowy jadłospis, wiedzieć co jeść, w jakich ilościach, jak często oraz znać zapotrzebowanie własnego organizmu na składniki odżywcze z uwzględnieniem aktualnych potrzeb należy poznać zasady żywienia człowieka. Podstawy chemii i fizjologii człowieka są pomocne w odczytywaniu składu chemicznego produktów żywnościowych, komponowaniu właściwych posiłków regeneracyjnych czy też wyborze napojów uzupełniających braki składników mineralnych, których wzmożony metabolizm obserwujemy w czasie wysiłku. W tym celu opracowałam „Niezbędnik chemiczny”, jest to cykl sześciu artykułów opisujących główne grupy składników odżywczych: 1.Białka 2.Tłuszcze 3.Węglowodany 4.Składniki mineralne 5.Witaminy 6.Woda Aby racjonalnie się żywić, trzeba choćby w zarysie poznać główne asortymenty produktów żywnościowych, ich wartość odżywczą i pożądaną wielkość spożycia, a także zalecenia dotyczące sposobu ich przechowywania i wykorzystania w całodziennym jadłospisie, sprzyjające zachowaniu jakości i wartości odżywczych. Dlatego też równocześnie będzie pojawiał się cykl opisujący „Podstawowe grupy produktów żywnościowych”: 1.Pieczywo i produkty zbożowe 2.Mleko i produkty mleczne 3.Mięso i przetwory mięsne 4.Ryby, przetwory rybne i owoce morza 5.Jaja 6.Tłuszcze jadalne 7.Ziemniaki 8.Warzywa i grzyby 9.Owoce 10.Suche nasiona roślin strączkowych 11.Cukier i wyroby cukiernicze 12.Żywność specjalnego przeznaczenia Tematyka artykułów nie jest prosta dlatego też pominięte zostały aspekty wykraczające poza podstawowy zakres wiadomości z dziedziny chemii, a nowe pojęcia i zagadnienia zostały wytłumaczone w sposób przystępny dla czytelnika. Wszelkie uwagi i pytania będą mile widziane. Czas zacząć... białka Charakterystyka białek Białka są głównym elementem każdej komórki organizmu jak również jednym z najważniejszych składników pokarmowych. Stanowią u kobiet 8 – 10% a u mężczyzn 15 – 17% masy ciała. Białka to makrocząsteczki, których części składowe to aminokwasy, zbudowane z atomów węgla C, tlenu O, azotu N, wodoru H i siarki S. Wszystkie aminokwasy mają jedną podstawową strukturę: 1.Szkielet węglowy 2.Grupę aminową –NH2 3.Grupę karboksylową –COOH 4.Łańcuch boczny R – ta część jest zmienna i od niej zależy charakter chemiczny aminokwasu W ustroju człowieka występuje 20 aminokwasów. W przeciwieństwie do roślin mogących syntetyzować wszystkie aminokwasy, nie potrafimy sami wytworzyć wszystkich związków i musimy je przyjmować z pożywieniem w odpowiedniej ilości. Aminokwasy te nazywamy egzogennymi lub niezbędnymi. Niektóre aminokwasy są wytwarzane w ustroju, jednak w szczególnych warunkach (szybki wzrost, choroba) ich synteza jest niewystarczająca. Te aminokwasy nazwano względnie egzogennymi lub warunkowo niezbędnymi. Pozostałe aminokwasy to endogenne. Nazwy poszczególnych aminokwasów, ich rolę w organizmie i dzienne zapotrzebowanie znajdziecie w tabeli 1. Do wszystkich procesów życiowych niezbędna jest energia, jej źródłem dla większości komórek są przede wszystkim glukoza i wolne kwasy tłuszczowe. W przypadku ograniczonej dostępności tych związków lub nadmiernego zapotrzebowania na energię, komórki zwiększają rozpad białek ustrojowych, pochodzących głównie z mięśni szkieletowych, i wykorzystują uwolnione aminokwasy jako źródło energii. Takie same przemiany mają miejsce przy żywieniu z nadmiarem białek, których ustrój człowieka nie zużytkowuje do celów budulcowych. W tym przypadku w toku przemian chemicznych powstaje glukoza, a przy braku zapotrzebowania na energię tłuszcz, odkładany później w tkance tłuszczowej jako zapas energetyczny. Dlatego spożywanie w nadmiarze drogich, wysokobiałkowych produktów może przyczynić się do powstawania nadwagi i otyłości. Wartość odżywcza białek Białka pokarmowe mają różną wartość odżywczą, której miarą jest stopień zużytkowania ich do syntezy własnych białek ustrojowych. Te białka, które wykorzystane są w małym stopniu np. białka zbóż, uznawane są za białka o niskiej wartości odżywczej. Białka mleka ustrój wykorzystuje prawie całkowicie, dlatego są one białkami o wysokiej wartości odżywczej. Skład aminokwasowy białka jaja kurzego – owoalbumina i białka mleka kobiecego – laktoalbumina jest najbardziej zbliżony do składu białek ustrojowych i są one najlepiej wykorzystywane przez organizm. Dlatego proporcje między poszczególnymi aminokwasami, wchodzącymi w skład tych dwóch białek, uznano za optymalne. Z obliczeń fizykochemicznych wynika, że do syntezy 1g białka z aminokwasów dostarczonych z pokarmem ustrój człowieka potrzebuje 24kcal energii, której źródłem powinny być tłuszcze lub węglowodany (cukry). W przeciwnym razie organizm wykorzysta do celów energetycznych tylko część aminokwasów, pomniejszając ich ilość przeznaczoną na syntezę nowego białka ustrojowego. Przy określaniu jakości białka wykorzystuje się pojęcie aminokwasu ograniczającego czyli aminokwasu egzogennego, który w danym białku lub posiłku występuje w najmniejszej ilości w porównaniu do wzorca (białko jaja). Aminokwas ten ogranicza wykorzystanie innych aminokwasów z pożywienia. W zależności od wartości odżywczej rozróżniamy białka pełnowartościowe i niepełnowartościowe. Do białek pełnowartościowych zalicza się białka, które zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy w proporcjach zapewniających maksymalne wykorzystanie do syntezy własnych białek ustrojowych na potrzeby wzrostu młodych osób i utrzymania równowagi azotowej osób dorosłych. Białka niepełnowartościowe nie są w całości wykorzystywane do syntezy białek. Źródła białka w żywieniuDo dobrych źródeł białka należą jaja, mleko i jego przetwory, sery twarogowe i żółte oraz mięso zwierząt hodowlanych, drobiu i ryb. Mleko i jaja są zalecane w żywieniu niemowląt, dzieci oraz ludzi w wieku podeszłym i starczym. Stanowią też podstawowy składnik diet stosowanych w stanach niedożywienia dla szybkiego uzupełnienia niedoborów. Jaja są bardzo dobrym źródłem białka pełnowartościowego i innych składników odżywczych – witamina A, D i fosfor P, ale zawierają dużo tłuszczów (lipidów) i nie są zalecane w chorobach miażdżycowych. Mięso zwierząt rzeźnych jest głównym źródłem białka w krajach wysokorozwiniętych. Zawartość białka w wieprzowinie wynosi 15-21% , wołowinie 16–21%, cielęcinie 18-23%, a baraninie 17-20%. Podroby zawierają też stosunkowo dużo białka 11-17% i są bogatsze w witaminy i składniki mineralne, ale wysoka zawartość cholesterolu i kwasów nukleinowych ogranicza możliwość szerszego stosowania ich w dietach leczniczych. Drób zawiera 18-23% białka. Zawartość białka w mięsie ryb jest podobna do zawartości tego składnika w mięsie zwierząt rzeźnych 16-19%. Po obróbce termicznej np. pieczenie na grillu, smażenie, wskutek ubytku wody względna zawartość białka może się zwiększyć do 30%. Produkty roślinne przeciętnie zawierają 1-2% białka. Zawartość w niektórych warzywach jest wyższa np. groszek zielony, brukselka. Wyjątek stanowią suszone nasiona strączkowe. Większy odsetek białka znajduje się też w orzechach. W produktach zbożowych zawartość białka waha się w granicach 7-14%. Ponieważ ich spożycie jest duże, dlatego są one ważnym źródłem białka w żywieniu. Zawartość białka w wybranych produktach przedstawiłam w tabeli 2. Białka pochodzenia zwierzęcego np. jaja, mleko i produkty mleczne, mięso zwierząt, ryb i drobiu należą do białek o wysokiej wartości odżywczej. Wyjątkiem jest żelatyna, pozyskiwana z tkanki łącznej która zawiera śladowe ilości tryptofanu. Większość białek roślinnych zawiera małą ilość lizyny, tryptofanu, metioniny i waliny, dlatego należą one do białek niepełnowartościowych. Jedynie białko soi i innych roślin strączkowych a także orzechów, przedstawiają wysoka wartość odżywczą. Każdy posiłek w wyniku procesu trawienia i wchłaniania dostarcza mieszaniny aminokwasów, z której ustrój czerpie do celów biosyntezy. Z tego względu istotne jest jaki rodzaj aminokwasów spożywamy i zawartość aminokwasów ograniczających nie dla pojedynczych białek pożywienia ale dla całego posiłku. W ten sposób możemy wykorzystać zjawisko uzupełniania białek do zwiększania wartości odżywczej posiłków lub całodziennej diety. Produkty zbożowe ubogie w lizynę, można uzupełnić dodatkiem produktów mlecznych bogatych w ten aminokwas. Nawet nie posiadając powyższej wiedzy, robimy tak bardzo często podczas śniadania przygotowując płatki, muesli z mlekiem czy jogurtem. Właściwość uzupełniania białek niepełnowartościowych wykorzystuje się przy planowaniu całodziennej diety. Stosując różnorodność produktów roślinnych i ewentualnie uzupełniając je produktami mlecznymi można uzyskać posiłki o wysokiej wartości odżywczej. Ma to miejsce przy komponowaniu posiłków diety wegetariańskiej. Przy zestawianiu składu dziennej racji pokarmowej należy pamiętać, aby wzajemne uzupełnianie białek odbywało się możliwie jednocześnie, tak jak to ma miejsce podczas wspomnianego wyżej śniadania. Jeśli jednak nie zestawimy odpowiednio produktów w jednym posiłku na uzupełnienie białek mamy od 4 do 6 godzin. Przy większych przerwach między posiłkami nie dochodzi do uzupełnienia brakujących aminokwasów i część białka zużywana jest do celów energetycznych. Dobierając produkty białkowe należy pamiętać nie tylko o jakości ale też o ilości zawartego w nich białka. Spożycie białka Ze względu na znaczenie białek dla funkcjonowania ustroju człowieka prawidłowe spożycie tego składnika ma istotne znaczenie dla zdrowia. Niedostateczna ilość białek pokarmowych wywołuje niedożywienie białkowe, natomiast nadmierne spożycie tego składnika, zwłaszcza z produktów zwierzęcych może wpływać negatywnie na stan zdrowia. Nadmierne spożycie białka, które często występuje w krajach rozwiniętych, w tym również w naszym kraju u dorosłych stanowi dodatkowe obciążenie dla pracy nerek i wątroby. Dlatego w stanach upośledzenia tych narządów należy ściśle przestrzegać zaleconych norm żywieniowych, a nawet zmniejszyć spożycie białka. Nadmierne spożycie białka wiąże się zazwyczaj z konsumpcją mięsa, wędlin i serów, a te zawierają zwykle duży procent tłuszczu. Dieta wysokobiałkowa staje się wtedy dietą wysokotłuszczową, co może prowadzić do rozwoju otyłości. Wskazane jest ograniczenie tłustych mięs i wędlin oraz konserw. Białko roślinne powinno być czerpane głównie z produktów zbożowych. Obecnie zaleca się osobom zdrowym przestrzeganie bezpiecznego lub zalecanego poziomu spożycia białka dla danego wieku, płci, a stosowanie diety wysokobiałkowej jedynie w stanach chorobowych. Zapotrzebowanie organizmu na białko Zalecane spożycie białka (Recommended Protein Intake) określa ilość białka, która pokrywa zapotrzebowanie całej populacji, w tym także osób o zwiększonym zapotrzebowaniu, a także uwzględnia zwyczaje żywieniowe. Praktyczne znaczenie mają normy bezpiecznego spożycia i normy zalecane. Komitet Żywienia Człowieka PAN wprowadził tzw. praktyczne normy żywienia na białko. Przedstawiają one ilość białka, która powinna znajdować się w żywności kupowanej z uwzględnieniem strat podczas obróbki technologicznej i kulinarnej np. przygotowywanie w domu produktów typu „instant”. Normy zapotrzebowania na białko określa się: - w jednostkach masy, w przeliczeniu na masę ciała i jeden dzień (g/kg) - w jednostkach masy przypadającej na jeden dzień (w tym przypadku bierze się pod uwagę masę standardową 70kg dla mężczyzn i 65kg dla kobiet) - jako odsetek całkowitej ilości energii, czyli ilość energii z białka. Komitet Ekspertów FAO – Food and Agriculture Organization/WHO – World Health Organization ustalił bezpieczny poziom spożycia białka na poziomie 0,9 – 1,0 g/kg masy ciała/dzień co odpowiada 65 – 70g/dziennie. Wartości te odnoszą się do ludzi nie wykazujących zaburzeń metabolicznych. Wartość odżywcza przeciętnej diety będącej mieszaniną białek roślinnych waha się od 65 do 75%, jednak aby uzyskać te wartości należy spożywać 1/3 białek zwierzęcych i 2/3 białek roślinnych. Duża ilość białka w diecie jest niezbędna do zwiększenia masy mięśni oraz w dyscyplinach wymagających dużej wytrzymałości, długotrwały wysiłek prowadzi bowiem do znacznego zwiększenia zużycia białek tkankowych. U sportowców wymiana azotu jest znacznie wzmożona. Sportowiec traci średnio trzykrotnie więcej białka dziennie niż przeciętny człowiek. Podczas treningu lub wycieczek do 1,5 g/kg masy ciała, a w niektórych dyscyplinach sportowych nawet do 2,5 g/kg masy ciała. Najniższa norma zalecana jest zawodnikom dyscyplin wytrzymałościowych. W konkurencjach wytrzymałościowo-siłowych wynosi 1,6-1,8 g, a siłowych i szybkościowo siłowych: 2,0-2,5 g. Młodzi zawodnicy, których organizm ciągle się rozwija, potrzebują białka także do wzrostu. Dobowa wymiana masy elementów białkowych w organizmie waha się w przedziale 30-40 g. U sportowców wyczynowych wymiana taka przyjmuje wartość przynajmniej trzykrotnie wyższą. W programach redukcji wagi dostarcza się organizmowi wysokich dobowych dawek białek lub układa jadłospis tak, by zawierał produkty wysokobiałkowe jako jedynego źródła pokarmu. Zastosowanie wysokich porcji białek może podnieść poziom podstawowej przemiany materii (PPM) do 40%, hamując przy tym łaknienie. Powodem takiej reakcji organizmu jest niska kaloryczność produktów oraz słaba dostępność energetyczna białek. Normy żywienia białkowego wg Komitetu Żywienia PAN zawierające zalecane poziomy spożycia przedstawia tabela 3. Słodkie białko Tak, nie tylko cukier jest słodki. W wielu roślinach wykryto białka mające słodki smak lub zdolność wywoływania dodatkowo wrażenia słodyczy przy spożywaniu kwaśnych potraw. Mogą one być niskokalorycznymi substytutami węglowodanów. Do białek tych należy m.in. taumatyna, o słodyczy 2000 razy większej niż sacharoza czyli cukier, którym słodzimy herbatę. Znajduje ona zastosowanie w produkcji gum do żucia jak również produktów mlecznych. Słodkie białka znajdują coraz większe zastosowanie głównie ze względu na wzrost konsumpcji produktów typu „light” jak również coraz niższe koszty produkcji. Metodami inżynierii genetycznej i sztucznych syntez można otrzymać białko monelinę o słodyczy około 3000 razy większej od sacharozy. C.D.N... FOTO: Łatka