Podstawy żywienia 2 PDF

Preview

Summary

Download Podstawy żywienia 2 PDF

Description

SPALANIE W ORGANIZMIE, WARTOŚĆ ENERGETYCZNA POŻYWIENIA 1. Ciepło spalania – wszystkie substancje organiczne w określonych warunkach ulegają spalaniu uwalniając energię cieplną, którą można zmierzyć i wyrazić w przeliczeniu na jednostkę masy danej substancji. Ilość ciepła uwalnianego podczas spalania zależy od :  liczby atomów wodoru, węgla, azotu i siarki w cząsteczce danego związku i ich stosunku do liczby atomów tlenu  rodzaju wiązania chemicznego między poszczególnymi pierwiastkami i ukształtowania przestrzennego cząsteczek *fizyczne równoważniki energetyczne – pozwalają obliczyć energie brutto żywności na podstawie jej składu

2. ATP (adenozynotrifosforan) w organizmie człowieka  Bezpośredni dostarczyciel energii na bieżące potrzeby komórek i tkanek.  Hydroliza każdej cząsteczki ATP do ADP i reszty kwasu fosforowego utlenia 7,3 kcal/mol energii, która może być wykorzystana przez komórki do;  syntezy potrzebnych zw. organicznych  pracy mechanicznej,  utrzymania w ruchu pompy jonowej zapewniającej wymianę płynów, a z nią dostarczenie niezbędnych substancji odżywczych oraz usuwanie zbędnych metabolitów 3. Resynteza ATP a) Glikoliza – umożliwia uzyskanie z glukozy 10 cz. ATP oraz 2cz. kw. pirogronowoego - kwas ten w warunkach tlenowych przenika do mitochondrium i włącza się do cyklu Krebsa, ulegając przemianom do CO2 i H2O - w warunkach beztlenowych cz. kw. pirogronowego są redukowane do kwasu mlekowego kosztem 6cz. ATP – glikoliza anaerobowa (efektywność energetyczna jest niska) – komórki mięśni, czerwone krwinki b) -oksydacja – stopniowe odłączenie od zaktywowanej cząsteczki kw. tłuszczowego dwuwęglowych fragmentów ulegających zmianie na acetylo-CoA włączający się w cykl Krebsa. Uzyskuje się 33cz. ATP z ogólnej liczby 129cz ATP resyntetyzowanych dzięki energii uwolnionej w czasie spalania tego kwasu. c) Cykl Krebsa – mechanizm „przenoszenia” energii na ATP i obejmuje cykl kw. Cytrynowego (wydziela się CO2) oraz łańcuch oddechowy (wodór ulega utlenianiu do wody). W obu etapach z jednej cz. acetylo-CoA uzyskuje się energie do resyntezy 12cz. ATP. d) Pewna liczba tych cząsteczek powstaje w reakcjach fosforylacji sprzężonych co prowadzi do utworzenia acetylo-CoA przemianami tzw. paliw fizjologicznych”: kw. Mlekowy, ciała ketonowe, glicerol, etanol 4. Termogeneza – energia niewykorzystana w resyntezie ATP uwalnia się w postaci ciepła, które zależnie od temp. otoczenia może być w większym lub mniejszym stopniu użyte do utrzymania fizjologicznej ciepłoty ciała. 5. Energia metaboliczna (wskaźnik) – suma energii uwalnianej w przemianach katabolicznych danej substancji w postaci ciepła oraz energii „przenoszonej” na ATP. Stanowi podstawę oceny rzeczywistej wartości energetycznej różnych substancji i pokarmów dla organizmu człowieka.

EM = CSP * 0,95 – (N% * 0,075)

[kcal]

EM – energia metaboliczna pożywienia mieszanego CSP – ciepło spalania

Spalanie białek:  Przeciętne straty energii w kale z tytułu niepełnego strawienia i wchłonięcia skł. pożywienia wynoszą 5% ( współczynnik strawności 95%=0,95).  Wchłonięte z przewodu pokarmowego tłuszcze i węglowodany spalają się w organizmie do CO2 i H2O oddając cała energie chemiczną, podczas gdy w przemianach katabolicznych białek wyzwala się jedynie ok. 70% energii chemicznej aminokwasów.  Spowodowane jest to faktem, ze aminokwasy przed włączeniem ich do cyklu przemian energetycznych muszą ulec dezaminacji do ketokwasów.  Powstałe w wyniku tego grupy aminowe zostają w cyklu ornitynowym przekształcone w wydalany mocznik, z którym traci wraz z moczem 1,30kcal na każdy 1g katabolizowanych aminokwasów lub 0,075kcal na każdy 1% N w pożywieniu 6. Fizjologiczne równoważniki energetyczne – pozwalają oszacować ilość energii metabolicznej na podstawie oznaczenia zawartości głównych składników energetycznych w produktach spożywczych i posiłkach. a) Równoważnik Atwatera netto – uwzględnia straty w moczu po spożyciu węglowodanów, tłuszczy, białek oraz przeciętny stopień ich strawienia i wchłonięcia z pożywienia Równoważnik fizjologiczny = (równoważnik fizyczny – straty energii w moczu)x przec . stop . straw . i wchłan . x 100 b) Równoważnik indywidualny – rzeczywisty skład i strawność głównych składników odżywczych zawartych w poszczególnych produktach np. mleko – iloczyn spalania laktozy (3.95kcal/g) i współ. Straw. Laktozy (98%) i wynosi 3,95*0,98 = 3,87 kcal/g 7. Metody określania wartości energetycznej produktów spożywczych i posiłków a) Metoda klasyczna wg Atwartera- analityczne oznaczenie ilości tłuszczów, białek, wody, popiołu. Przemnożenie zawartości białek -4, tłuszczów-9, węglowodanów-4 przez równoważniki Atwatera netto. Oblicza się zawartość energetyczna posiłku posługując się tabelami wartości odżywczych, w których podano skład chemiczny poszczególnych produktów spożywczych wchodzących w skład posiłku. b) Metoda Raaba – analityczne oznaczenie zawart. tłuszczu oraz masy posiłku, następnie odczytaniu wartości energet. z nomogramu c) Metoda Winokurowa - oznacza się analitycznie zawartość wody (suchej masy), tłuszczu i oblicza się ilość popiołu oraz łączną zawartość białek i węglowodanów ( zakłada się, że równoważniki Atwartera netto są identyczne dla białek i węglowodanów) d) Metoda Rozentala – utlenianie badanej próbki za pomocą dichromianu potasu w środowisku kw. siarkowego i odmiareczkowaniu nadmiaru dichromianu potasu mianowanym roztworem tiosiarczanu sodu e) Metoda oznaczania wartości energetycznej na podstawie ciepła spalania – oznaczanie w bombie kalorymetrycznej ilości ciepła, które powstaje podczas spalania w atmosferze tlenu próbek produktów spożywczych lub posiłków. Uzyskane wyniki określają zawartość energii brutto. Proces spalania jest całkowity.

WARTOŚĆ ODŻYWCZA WĘGLOWODANÓW I TŁUSZCZÓW 1. Pożywienie – substancje organiczne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Biosynteza tych substancji zachodzi bezpośrednio (fotosynteza) lub pośrednio przy udziale promieniowania słonecznego, stanowiącego pierwotne źródło energii dla organizmów żywych.  Węglowodany i tłuszcze dostarczane z pożywieniem stanowią dla organizmu człowieka główne źródło energii pokrywając ok 90% całodzienne zapotrzebowanie.  Zaleca się, aby stosunek zapotrzebowania na węglowodany i tłuszcze zawierał się w granicach 3:1 do 2:1. W ostatnich latach stwierdzono, że spożycie węglowodanów i tłuszczów ma zauważalny związek z chorobami cywilizacyjnymi. 2. WĘGLOWODANY (CH2O) Głównym źródłem są produkty roślinne – budowa chemiczna węglowodanów pochodzenia roślinnego jest zróżnicowana i zależy o tego, dany węglowodan spełniał w roślinie funkcję zapasową, podporową czy metaboliczną. W produktach zwierzęcych występują w niewielkich ilościach pod postacią glukozy, laktozy lub zapasowego glikogenu. Podział węglowodanów: a) Węglowodany przyswajalne – mogą być trawione, wchłaniane, metabolizowane:  Monosacharydy i ich pochodne: Glukoza, fruktoza, galaktoza, arabinoza, ksyloza, ryboza, mannitol, sorbitol, ksylitol



Di- i oligosacharydy: Sacharoza, maltoza, laktaza, stachioza  Węglowodany zapasowe: Skrobia dekstryny, glikogen, insulina b) Błonnik pokarmowy – nieprzyswajalne węglowodany, ze względu na brak odpowiednich enzymów w sokach trawiennych:  Strukturalny materiał podporowy:  Pektyny, hemiceluloza, celuloza, lignina c) Włókna surowe – część węglowodanów nieprzyswajalnych Oznaczanie zawartości węglowodanów: a) Ogólna zawartość węglowodanów: Węglowodany=Sucha masa – (zawartość białka + tłuszczu + popiołu) b) Zawartość włókna surowego – metoda Scharera-Kurschnera c) Zawartość błonnika pokarmowego – metoda chemicznego frakcjonowania Southgate’a; enzymatyczna metoda Aspa d) Zawartość mono- i disacharydów o właściwościach redukujących – metoda Bertranda Gospodarka węglowodanów w ustroju: o Węglowodany przekształcone w glukozę trafiają do krwi i z nią do tkanek. Glukoza ulega przemianom katabolicznym lub zostaje zużyta do syntezy kwasów tłuszczowych lub zmagazynowana w postaci glikogenu. o Zawartość glukozy we krwi musi być utrzymywana na stałym poziomie, ponieważ komórki ośrodkowego układu nerwowego mogą uzyskiwać energie tylko z glukozy ( nie mają własnych rezerw glikogenu) o Służy temu zdolność przekształcania glukozy (regulowana przez hormony trzustki - insulina i glukagon oraz nadnerczy – adrenalina) w glikogen magazynowany w wątrobie. o U zdrowego człowieka zapasy glikogenu w organizmie wynoszą ok. 350g (tj. 1400kcal). o Glikogen może być łatwo mobilizowany i przekształcany na powrót w glukozę (glikogenoliza) o Glukoza może też powstać z aminokwasów i tłuszczów (glukoneogeneza)

Choroby mające związek z niskim spożyciem błonnika pokarmowego: Uchyłkowatość jelita; rak jelita grubego i odbytu; zapalenie wyrostka robaczkowego; żylaki, hemoroidy, kamica żółciowa, cukrzyca; miażdżyca; otyłość; ROLA BŁONNIKA:  jako substancja balastowa hamuje uczucie głodu pęczniejąc w żołądku (pektyny i celuloza)  ogranicza strawność składników odżywczych obniżając aktywność soków trawiennych (hemicelulozy) i utrudnianie ich przenikanie do pokarmu (celuloza)  zwiększa wydalanie z kałem kwasów żółciowych (gumy, ligniny)  wypełnia jelita, przyśpiesza ruchy perystaltyczne i przyśpiesza pasaż treści przez przewód pokarmowy zapobiegając zaparciom (lignina, celuloza)  obniżą poziom cholesterolu we krwi  zwiększa zawartość wody w stolcu  reguluje działalność flory jelitowej (pektyny, hemicelulozy)  działa jako wymiennik jonowy (adsorbent) ograniczając wchłanianie toksycznych substancji np. metali Hg, Pb, Cd z pożywienia Zbyt duże spożycie błonnika pokarmowego może powodować dolegliwości brzuszne ( wzdęcia, biegunki) i prowadzić do niedożywienia, zwłaszcza do niedoborów dwuwartościowych kationów Ca, Fe, Zn. Dużo błonnika zwierają: chleb razowy, otręby marchew, buraki, jabłka, groch, fasola. Zalecane spożycie węglowodanów: - Węglowodany przyswajalne – 50-60% dziennego zapotrzebowania na energię (350-600 g/dzień) - Błonnik pokarmowy – 10-30g dziennie (5-7g włókna surowego)

8. TŁUSZCZE W żywności pochodzenia roślinnego i zwierzęcego występują jako: Triglicerydy – funkcja zapasu energii Fosfolipidy i glikolipidy – stanowią strukturę membran komórkowych jako tzw. tłuszcz konstytucyjny Sterole – uczestniczą w procesach życiowych komórek. Ogólną zawartość tłuszczu w żywności oznacza się jako tzw. tłuszcz surowy metodą Soxhleta.

Ważniejsze kwasy tłuszczowe występujące w żywności (podział tłuszczów):

Główny składnik triglicerydów oraz fosfo- i glikolipidów stanowią kwasy tłuszczowe, których w przyrodzie jest ponad 40. Kwasy w tab. Różnią się między sobą: liczbą atomów węgla w cząsteczce (C 4-C22); liczbą wiązań podwójnych (Cn:0-Cn:5); położeniem tych wiązań i ich konfiguracją przestrzenną (cis-trans). Źródła kwasów tłuszczowych: a) Tłuszcze zwierząt lądowych (głównie ssaków):  Nienasycony kwas olejowy  Nasycony kwas palmitynowy b) Rośliny oleiste :  Nienasycony kwas olejowy  Nasycony kwas palmitynowy  Wielonienasycony kwas linolowy  Olej rzepakowy – kwas erukowy c) Tłuszcz mleka i masła:  Olej orzecha kokosowego zawierający krótko- i średniołańcuchowe kwasy nasycone (C 4-C12) d) Tłuszcz ryb i ssaków morskich:  Długołańcuchowe wielonienasycone kwasy tłuszczowe Gospodarka tłuszczów w ustroju:  Strawione i wchłonięte tłuszcze pożywienia są transportowane i metabolizowane w środowisku wodnym, w którym są one nierozpuszczalne. Z tego względu we krwi występują w połączeniu z białkami co zapewnia im rozpuszczalność w wodzie.  Tłuszcze pochodzące z pożywienia , zapasowej tkanki tłuszczowej (adipocytów) lub syntetyzowane z węglowodanów mogą tworzyć we krwi 4 rodzaje lipoproteidów różniące się składem chemicznym i gęstością.  Tłuszcze lipoproteidów są uwalniane i hydrolizowane z udziałem lipazy lipoproteinowej, a kwasy tłuszczowe po przeniknięciu do tkanek są ponownie estryfikowane lub katalizowane.  W miarę potrzeby mobilizowane są z zapasowej tkanki tłuszczowej wolne kwasy tłuszczowe, które wiążą się z albuminami i w tej formie przenoszone są do tkanek jako źródło energii.  Rezerwa energii w adipocytach u zdrowego dorosłego człowieka to 70 000 – 180 000kcal.  Ze wzrostem stopnia nienasycenia tłuszczu maleje jego temperatura topnienia, co zwiększa strawność tego tłuszczu  Ważne znaczenie dla trawienia i wchłaniania ma długość łańcucha węglowego: tłuszcze zawierające krótko- i średniołańcuchowe kw. tłuszczowe (C 4-C12) są łatwiej trawione i wchłaniane, a uwalniane z nich kwasy wędrują bezpośrednio do wątroby. Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT):  Wszystkie kwasy tłuszczowe zwierające 2 lub więcej podwójnych wiązań w konfiguracji cis,. Pierwsze z tych wiązań może znajdować się przy 6 atomie węgla (tzw. rodzina kw. Linolowego C 18:2 n6) lub przy 3 atomie węgla.  Wielonienasycone kwasy tłuszczowe z rodziny n-6 są bardziej aktywnie biologicznie niż kwasy z rodziny n-3 – zaleca się , aby stosunek w diecie kształtował się jak n-6:n-3 = 5:3.  Wchodzą w skład membran komórkowych i białej masy mózgu; są niezbędne do rozwoju młodych organizmów i prawidłowego transportu lipidów w ustroju  Stanowią prekursory prostagladyn (hormonów tkankowych o szerokim spektrum działania w procesach fizjologicznych i patologicznych  Niedobór objawia się wzrostem stosunku kwasów C20:3 do C20:4, prowadzi do zmian skórnych oraz zaburzeń w transporcie i metabolizmie cholesterolu (wzrost cholesterolu we krwi) – jest to jeden z czynników ryzyka rozwoju miażdżycy, odpowiednie spożycie = zapobieganie  Są wrażliwe na utlenianie – ich spożycie powinno być połączone z pobieraniem w pożywieniu witaminy E ( takoferole) – przeciwutleniacz. Połączenie jest właściwe, gdy wskaźnik Harrisa miesci się miedzy 0,4-0,6.

 Źródło: oleje roślinne i ryby morskie, zaleca się aby zawartość długołańcuchowego kwasu erukowego w oleju rzepakowym nie przekraczała 5%  Wartość odżywcza: jest tym większa im więcej zawiera NNKT oraz krótko- i średniołańcuchowych kwasów nasyconych; tym mniejsza im więcej zawiera cholesterolu i długołańcuchowych KT. Przy ocenie wart. odż. Bierze się pod uwagę wartość sytną oraz zawartość rozpuszcz. w tłuszczach witamin: A i D – tłuszcze zwierzęce; E, K i prowitamina A - oleje roślinne. Ważna jest też obróbka technologiczna i kulinarna mogąca prowadzić do utleniania, cyklizacji, transizomeracji, polimeryzacji KT oraz utleniania i rozkładu witamin.  Zalecenia spożycia: 25-50% dziennego zapotrzebowania na energie (50-100g/dzień)...