Podstawowe składniki żywności i ich rola w organizmie

- Białka
- Tłuszcze
- Węglowodany - składniki odżywcze
- Witaminy
- Składniki mineralne
- Woda
- Kwasy organiczne
Substancje te powinny być zawarte w surowcach lub dodane w procesie technologicznym, w celu uzyskania pełnowartościowego wyrobu gotowego, będącego produktem gotowym.
Człowiek jest organizmem zaliczanym do grupy cudzożywnych oznacza to, że aby spełnić swe funkcje życiowe musi otrzymywać pokarm z zewnątrz.
Rola, jaką spełnia pokarm
- Zaopatruje organizm w składniki potrzebne do budowy i odbudowy komórek i tkanek nowych oraz zastępowania i odbudowy komórek uszkodzonych.
- Pożywienie dostarcza składników koniecznych do wytwarzania energii potrzebnej dla zachowania funkcji fizjologicznych człowieka oraz aktywności jednostki i innych czynników warunkujących zdrowie fizyczne i psychiczne.
- Dostarcza składników potrzebnych do podtrzymywania procesów regulujących zachodzące w organizmie przemian biochemicznych.

Produkty spożywcze dostarczające podstawowe składniki pokarmowe:
Mięso
Jaja BUDULCOWE
Ryby (białka)
Drób
Mleko
Nasiona roślin strączkowych
Mąka
Kasza
Pieczywo ENERGETYCZNE
Cukier buraczany (węglowodany)
Ziemniaki
Miód
Ciastka
Słodycze

Smalec
Łój wołowy ENERGETYCZNE
Margaryna (tłuszcze)
Masło
Tran

Świeże owoce REGULUJĄCE
Świeże warzywa (witaminy)
Prawidłowe funkcjonowanie organizmu człowieka zależy w dużej mierze od ilościowego i jakościowego składu pożywienia.
Zubożenia tego składu mogą powodować głód jakościowy lub ilościowy.

Tłuszcze (energetyczne):
Tłuszcze stanowią dużą grupę związków organicznych występującą w tkankach roślinnych i zwierzęcych. Spożycie tłuszczów rośnie w miarę wzrostu zamożności społeczeństwa, z czego wynika również szereg niepożądanych konsekwencji zdrowotnych. Tłuszcze dzielą się na proste i złożone. W grupie pierwszej znajdują się tłuszcze właściwe - estry glicerolu i kwasów tłuszczowych. Do tłuszczów złożonych należą przede wszystkim fosfolipidy - estry glicerolu z kwasami tłuszczowymi i kwasem fosforowym oraz z przyłączonymi jeszcze innymi grupami chemicznymi. Drugą grupę tłuszczów złożonych stanowią glikolipidy - składnik min. tkanki mózgowej. Do tłuszczów, mimo odmiennej budowy i właściwości chemicznych, zaliczamy również tradycyjnie sterole. Występują one prawie zawsze łącznie z tłuszczami jadalnymi. Pochodnymi steroli są : kwasy żółciowe, witaminy grupy D, hormony kory nadnerczy i hormony płciowe. Do steroli należy również, skupiający obecnie największą uwagę, cholesterol. Istnieje bogata literatura poświęcona jego roli w powstawaniu zmian miażdżycowych. Zawartość tego związku nie powinna przekraczać w diecie 250-350 mg na dobę. Dieta w udziałem mięsa i produktów zwierzęcych jest praktycznie zawsze 2-3 razy bogatsza w cholesterol niż w dopuszczalnych normach - zwłaszcza, że cholesterol powstaje również w organizmie człowieka jako produkt wewnętrznej syntezy. Wysoki poziom cholesterolu w osoczu krwi jest uważany za najpoważniejszy czynnik ryzyka choroby wieńcowej. A żeby było ciekawiej istnieje też dobry cholesterol, który jest nam z kolei potrzebny.

Tłuszcze jadalne są trój-glicerydami z domieszką innych ciał, tłuszczowych. Z punktu widzenia żywienia istotny jest podział na tłuszcze roślinne i zwierzęce. W tłuszczach roślinnych występują głównie kwasy nienasycone, w zwierzęcych przeważają nasycone - cholesterol. Ustrój posiada zdolność gromadzenia łatwych do uruchomienia trój-glicerydów, co decyduje o ich szczególnej roli jako substratu energetycznego. Wszelkie nadmiary kaloryczne pochodzące z węglowodanów, tłuszczów, białek, a nawet alkoholu są deponowane w tkance tłuszczowej, która obok funkcji oporowo-mechanicznych stanowi rezerwę energetyczną ustroju. Ze względu na wysoką wartość kaloryczną tłuszcze najbardziej odpowiadają tej roli. Wszystkie tkanki ustrojowe, z wyjątkiem erytrocytów i komórek nerwowych, wykorzystują kwasy tłuszczowe jako źródło energii. Podobnie komórki mózgowe, po okresie adaptacji do głodu, spalają ciała ketonowe powstające z kwasów tłuszczowych i aminokwasów. Tłuszcz w pożywieniu pełni rolę przenośnika dla witamin rozpuszczalnych w tłuszczach tj. A. D, E, K, a także dostarcza niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT). Funkcje te mogą być spełnione, jeżeli w pożywieniu znajduje się dziennie co najmniej 12-25 g odpowiednich tłuszczów. W naszym stylu żywienia praktycznie spożywamy ich znacznie więcej. Fakt ten wynika z upodobań konsumentów oraz z potrzeby pokrycia zapotrzebowania energetycznego ustroju przy pomocy pożywienia o mniejszej objętości. Według zaleceń spożycie tłuszczów nie powinno przekraczać 30-35% dobowego zapotrzebowania energetycznego. Normy wysoko rozwiniętych krajów zalecają 30% jako górną granicę spożycia tłuszczów. Najważniejszym obecnie wskaźnikiem żywieniowym jest takie dobranie tłuszczów w pożywieniu, aby stosunek kwasów tłuszczowych nasyconych do jedno-nienasyconych i do wielo-nienasyconych wynosił 1:1:1. Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, nie są syntetyzowane w ustroju. Ograniczenie podawania ustrojowi NNKT wywołuje stany zapalne skóry, osłabienie funkcji rozrodczych, zmniejszoną odporność na czynniki stresowe, zaburzenia transportu lipidów. Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe odgrywają dużą rolę w wielu ustrojowych przemianach pośrednich, są prekursorami prostaglandyn - grupy hormonów tkankowych odpowiedzialnych za regulację różnorodnych procesów fizjologicznych. Między innymi przyczyniają się one do obniżenia ciśnienia krwi i hamowania agregacji płytek krwi, co zapobiega powstawaniu zakrzepów. Duże zainteresowanie NNKT w żywieniu człowieka wiąże się z ich wpływem na obniżenie poziomu cholesterolu i prawdopodobnie innych ciał tłuszczowych we krwi. Sądzi się, że NNKT zwiększają syntezę kwasów żółciowych z cholesterolu i przyczyniają się do jego wydalania z żółcią. Wiadomo, że jeżeli w pożywieniu dostarcza się ok. 2% całkowitego zapotrzebowania energetycznego w postaci NNKT, jawne niedobory tego składnika nie występują. Dzienna racja pokarmowa winna dostarczać około 28-30 g NNKT. Ilość tę może dostarczyć np. 56 g oleju sojowego lub 45 g oleju słonecznikowego, ok. 350 g ciemnego pieczywa.

Węglowodany (energetyczne):
Największą objętościowo część pożywienia człowieka stanowią węglowodany, czyli cukry, czyli sacharydy. Pokrywają one również połowę jego zapotrzebowania energetycznego (kalorycznego). Z chemicznego punktu widzenia węglowodany można podzielić na proste i złożone. Dla uproszczenia węglowodany proste będziemy nazywali mono-sacharydami. Największe znaczenie dla naszego organizmu z mono-sacharydów dostarczanych z pożywieniem mają: glukoza, fruktoza, galaktoza i mannoza. Występują one w żywności tylko niekiedy w większej ilości w czystej postaci np. w winogronach, miodzie.
Węglowodany złożone, w skład których wchodzą 2 cząsteczki cukrów prostych, określamy jako dwu-sacharydy np: sacharoza, laktoza i maltoza. Najpowszechniej spożywanym dwu-sacharydem w okresie niemowlęcym jest sacharoza, w skład której wchodzi jedna cząsteczka glukozy i jedna cząsteczka fruktozy. Prawie czystą sacharozą jest cukier buraczany. Bardziej złożone, a interesujące z omawianego punktu widzenia, węglowodany zwane polisacharydami to głównie skrobia, glikogen i celuloza. Skrobia jest głównym polisacharydem w żywieniu człowieka. Występuje przede wszystkim w ziarnach zbóż, ziemniakach, warzywach okopowych. W skład jednej cząsteczki skrobi wchodzi ponad 1000 cząsteczek glukozy połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi.

Wykorzystanie znajdujących się w pożywieniu węglowodanów złożonych typu skrobi wymaga hydrolizy wiązań glikozydowych aż do powstania cukrów prostych. Odbywa się to w przewodzie pokarmowym i za proces ten odpowiedzialne są dwa rodzaje enzymów - amylazy zawarte w ślinie i soku trzustkowym oraz hydrolazy glikozydów zlokalizowane w błonie komórek jelita cienkiego. Skrobia jest trawiona w organizmie człowieka w zasadzie po obróbce termicznej, a nie na surowo. Końcowym produktem reakcji katalizowanej przez amylazy są dwu-sacharydy, natomiast w wyniku działania hydrolaz glikozydów powstają z nich cukry proste. Zgodnie z zaleceniami żywieniowymi udział węglowodanów w pokrywaniu potrzeb energetycznych powinien wynosić 55-60%. Nie jest to norma w ścisłym znaczeniu tego słowa. Glukoza i niektóre inne cukry mogą być syntetyzowane w ustroju. Niemniej całkowite wyeliminowanie węglowodanów z pożywienia prowadzi do poważnych zaburzeń np. w postaci utraty kationów, a szczególnie sodu, odwodnienia i innych zmian. Ustrój nie jest w stanie gromadzić większej ilości węglowodanów, zapasy glikogenu wynoszą ok. 450 g, a więc jest to ilość wystarczająca na pokrycie potrzeb energetycznych związanych ze spoczynkową przemianą materii u dorosłego człowieka w ciągu doby. Węglowodany stanowią również materiał budulcowy dla tworzenia elementów strukturalnych komórek lub substancji biologicznie czynnych (np. amino-cukry, kwas galakturonowy i inne).

Współczesna medycyna ostrzega, że szczególnie w krajach o wysokim dochodzie na głowę mieszkańca, zachodzą niekorzystne zmiany w kierunku spożycia węglowodanów rafinowanych, głównie cukru i słodyczy w miejsce skrobi. Co gorsza znaczący procent węglowodanów złożonych zastępowany jest przez tłuszcze pochodzenia zwierzęcego. Dieta wegetariańska wolna jest od tego zagrożenia. W ostatnich latach wiele uwagi medycyna i fizjologia żywienia człowieka poświęca błonnikowi. Nazwa ta obejmuje grupę węglowodanów wchodzących w skład błon komórkowych i tkanki podporowej roślin. Najważniejsze miejsce wśród nich zajmuje celuloza, zbudowana, podobnie jak skrobia, z cząsteczek glukozy (choć powiązanych innymi wiązaniami - głównie beta - glikozydowe typu celulozy). Oprócz celulozy do grupy nieprzyswajalnych przez człowieka węglowodanów zaliczono hemicelulozy, pektyny i inne. Traktowano je jako balast, a nawet wskazywano na to, że utrudniają przyswajanie składników odżywczych. Takie stanowisko powodowało, że starano się żywność jak najbardziej pozbawić błonnika. Obecnie wiemy, że dieta uboga w błonnik jest przyczyną wielu patologii. Szczególnie określono rozległe związki między pożywieniem ubogim w błonnik a chorobami jelita grubego takimi jak uchyłkowatość, zapalenie wyrostka robaczkowego, nowotwory. W tej ostatniej grupie chorób rak jelita grubego staje się coraz częstszą przyczyną zgonów. Ogólnie sądzi się, że zmniejszenie spożycia błonnika w powiązaniu z innymi zmianami w żywieniu jest przyczyną tej patologii. Dzienna racja pokarmowa winna zawierać co najmniej 12-15 g błonnika. Źródłem błonnika są prawie wyłącznie takie produkty spożywcze jak: ciemne pieczywo, nie polerowane kasze, owoce i warzywa, szczególnie strączkowe, które w diecie wegetariańskiej stanowią również źródło białka oraz tłuszczów.
Białka (budulcowe)- związki chemiczne organiczne. Składają się z węgla, azotu, tlenu, wodoru i siarki. Nazwa białek- proteiny pochodzi z greckiego słowa proteo, które w tłumaczeniu oznacza pierwszy, najważniejszy. Białka są zaliczane do najważniejszych związków organicznych gdyż bez nich życie w obecnej formie byłoby niemożliwe. Pierwiastki wchodzące w skład białek łączą się w aminokwasy, czyli podstawowe części budowy białek. Różne aminokwasy połączone ze sobą wiązaniami polipeptydowymi tworzą długie łańcuchy polipeptydowe, łańcuchy te łączą się tworząc białka.
Budowa chemiczna białek – charakterystyka grup białek.
Ze względu na dużą różnorodność budowy białek, upraszczając klasyfikuje się je na dwie grupy:
· Białka proste – są to białka, które po hydrolizie dają wyłącznie aminokwasy lub ich pochodne.
· Białka złożone – są to białka składające się z cząsteczki białka prostego połączonego z inną niebiałkową cząsteczką.
Niebiałkowa część białek złożonych nazywa się grupą prostetyczną.
1) Białka proste dzieli się ze względu na charakterystyczny kształt cząsteczki na białka:
· Fibrylarne
· Globularne
Białka fibrylarne – nazywane też włókienkowymi posiadają cząsteczkę wydłużoną o strukturze pasmowej. Białka te cechują się trwałą budową i są odporne na działanie rozpuszczalników i enzymów.
Białka globularne – charakteryzują się budową cząsteczki zbliżoną do kuli, białka te na ogół posiadają mniej trwałą budowę, rozpuszczają się w wodzie i roztworach soli, występują w płynach ustrojowych organizmów wyższych (są składnikiem krwi). Białka te zawarte są również w nasionach roślin np. soji.
2) Białka złożone – klasyfikuje się ze względu na rodzaj zawartej w białku substancji innej niż aminokwas, czyli w zależności od grupy prostetycznej. Wyróżnia się:
- Fosforoproteiny – zawierające fosfor
- Glikoproteiny – zawierające węglowodany (glikogen)
- Hromoproteiny – zawierające substancje barwne o różnym charakterze
- Metaloproteiny – zawierające jony metali
- Lipoproteiny – zawierające lipidy tłuszczowe
- Nukleoproteiny – są to białka zawierające jako grupę prostetyczną kwasy nukleinowe.

Białka są składnikiem budulcowym pokarmu uczestniczą w procesach budowy nowych tkanek i komórek oraz w procesach odbudowy tkanek i komórek zniszczonych i uszkodzonych.
Ponadto białka wykorzystywane są przez organizm jako substancja zapasowa w przypadku wystąpienia zjawiska głodu jakościowego czy ilościowego.
Witaminy (regulujące)
Witaminy – są to związki chemiczne o bardzo zróżnicowanej budowie. Witaminy są niezbędne dla prawidłowego przebiegu funkcji życiowych człowieka. Termin witamina pochodzi od łacińskiego słowa vita oznaczającego życie.
Rola witamin: Witaminy są składnikiem regulującym, wpływają na gospodarkę enzymatyczną organizmów wchodząc w skład enzymów.
Witaminy wchodzą również w skład substancji syntetyzowanych przez organizm człowieka.
Długotrwały brak witamin powoduje powstawanie schorzeń nazywanych AWITAMINOZAMI, natomiast nadmiar witamin może powodować HIPERWITAMINOZY powodujące w efekcie reakcje uczuleniowe organizmu w postaci mocznika.
Podział witamin
Ze względu na różnorodność budowy chemicznej witaminy dzieli się na dwie podstawowe grupy, biorąc za kryterium ich stopień rozpuszczalności i cechy rozpuszczalnika.
· Witaminy rozpuszczalne w wodzie
· Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach
Witaminy rozpuszczalne w wodzie – są to witaminy w dużej mierze łatwo przyswajalne mające duże znaczenie w przebiegu funkcji fizjologicznych. Do witamin tych zalicza się witaminę C oraz witaminy z grupy B.
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach – jest to grupa witamin trudniej przyswajalnych przez organizm lub w ogóle nie przyswajalnych głównie przez osoby z zaburzeniem metabolizmu, osoby starsze lub dzieci. Do witamin tych zalicza się witaminy A, D, E, K. Postęp w farmakologii umożliwił produkcję preparatów witaminowych uzyskanych przez przetworzenie witamin tłuszczo – rozpuszczalnych w witaminy o cechach wodo-rozpuszczalnych
Witamina „A” Retinol i Karoten Jest wrażliwa na tlen i światło, traci swe właściwości podczas jełczenia tłuszczu oraz oddziaływania ciepła i suszenia. Warunkuje prawidłowy stan nabłonków skóry, błon śluzowych, pobudza procesy wzrostu, wpływa na procesy widzenia. Ślepota zmierzchowa, upośledzone widzenie barw, suchość skóry, wysuszenie błon śluzowych spojówki oka, rozmiękczenie rogówki i ronienie gałki ocznej.
Witamina „D” Kalcyferol Substancja mało wrażliwa na czynniki zewnętrzne, odporna na działanie temperatury i światła. Warunkuje prawidłową gospodarkę przemiany składników mineralnych, głównie gospodarkę wapniem i fosforem, wpływa na mineralizację kośćca. Rozmiękczenie kości, podatność na złamania, krzywica.
Witamina „E” Tokoferol Łatwo ulega utlenieniu, wrażliwa na działanie tlenu i promieni ultrafioletowych, rozkłada się podczas jełczenia tłuszczów. Reguluje prawidłowy przebieg procesów rozwojowych i czynności rozrodczych, zapobiega starzeniu się, wpływa na funkcjonowanie tkanki mięśniowej. Zaburzenia płodności, zmiany tkanki mięśniowej oraz układu nerwowego.
Witamina „K” Filochinon Wrażliwa na rozpuszczalniki oraz promieniowanie ultrafioletowe Substancja niezbędna w procesach krzepnięcia krwi, zapobiega procesom utleniania w organizmie. Zaburzenia krzepliwości krwi, zmniejszenie wytrzymałości ścianek krwionośnych, wewnętrzne i zewnętrzne krwotoki.
Witamina „B2” Ryboflamina Wrażliwa na rozpuszczalniki i światło, występuje w dużych ilościach w drożdżach, rybach, nabiale, mące, nasionach oleistych, warzywach strączkowych. Warunkuje prawidłowy przebieg utleniania i przemiany materii, wspomaga system odpornościowy. Zapalenia kącików ust, nadmierne zaczerwienienie warg i języka, wrastanie naczyń krwionośnych do rogówki oka.
Witamina „B6” Pirodyksyna Zawarta jest w drożdżach, piwie, suszonych warzywach, produktach zbożowych, warzywach świeżych, jest wrażliwa na związki alkaiczne oraz promienie ultrafioletowe, łatwo ulega utlenianiu. Bierze udział w przemianie białkowej oraz procesach krwiotwórczych. Zapalenie skóry, stany zapalne jamy ustnej, kącików ust, spojówek, zmiany w szpiku kostnym.
Witamina „B12” Kobalamina Zawarta jest w mięsie, mleku, rybach, jest wrażliwa na tlen, łatwo ulega utlenianiu.. Warunkuje prawidłowy rozwój erytrocydów, jest czynnikiem wzmacniającym i krwiotwórczym. Niedokrwistość, zmiany patologiczne układu nerwowego
Witamina „H” Biotyna Zawarta jest w wątrobie, drożdżach, żółtkach jaj, nasionach strączkowych, kalafiorze, mleku, szpinaku, jest mało wrażliwa na działanie czynników zewnętrznych Jest czynnikiem wzrostu, bierze udział w przemianach białkowych. Łuszczenie się naskórka, zmiany łojotropowe skóry.
Witamina „PP” Niacyna Zawarta jest w przetworach zbożowych, drożdżach piwnych i piekarskich, wątrobie oraz mięsie, jest mało wrażliwa na czynniki zewnętrzne. Jest składnikiem enzymów. Neurastenia (podatność na nerwicę, wrażliwość, osłabienie, spadek apetytu.
Witamina "C" Kwas askorbinowy Owoce i warzywa Jest czynnikiem odpornościowym Szybka męczliwość, infekcje

Składniki mineralne
Składniki mineralne żywności – są to substancje chemiczne pochodzenia nieorganicznego.
Składniki mineralne nazywane inaczej pierwiastkami biogennymi czyli odgrywającymi rolę w regulowaniu czynności fizjologicznych organizmu.
Podział składników mineralnych.
Składniki mineralne klasyfikuje się na dwie grupy:
· Makroskładniki
· Mikroskładni
Ze względu na rolę w organizmie człowieka składniki mineralne dzieli się na:
· Niezbędne makroskładniki
· Niezbędne mikroskładniki
1) Niezbędne makroskładniki – spełniają w organizmie człowieka funkcje materiału budulcowego, głównie wapń, magnez. Są elementem wchodzącym w skład zębów, kości, włosów oraz krwi (np. hemoglobina zawiera żelazo, potas, sód, chlor, wpływają na właściwości fizykochemiczne roztworów komórkowych.
2) Niezbędne mikroskładniki – pierwiastki śladowe: miedź, cynk, mangan, jod, fluor, selen, spełniają ważne funkcje biochemiczne w organizmie na poziomie komórki.
Jony tych pierwiastków uczestniczą w reakcjach nerwowych organizmu człowieka, ponadto wchodzą w skład hormonów.
SKŁADNIKI MINERALNE
MAKROSKŁADNIKI MIKROSKŁADNIKI
(makroelementy) (mikroelementy)
Wapń miedź
Fosfor cynk
Magnez jod
Chlor mangan
Siarka kobalt
Sód fluor
Potas c chrom
żelazo selen