Мінеральні речовини

Велика кількість елементів у вигляді мінеральних солей, іонів, комплексних сполук і органічних речовин входять до складу організму та є незамінними нутрієнтами. Щоденне надходження мінеральних речовин з їжею та їх виведення з організму повинно знаходитися у відносній сталості (баланс мінеральних речовин).

В організмі мінеральні речовини містяться в протоплазмі та біологічних рідинах, відіграють основну роль у забезпеченні сталості осмотичного тиску в клітинах і тканинах. Вони входять до складу органічних сполук (наприклад гемоглобіну, гормонів, ферментів), є пластичним матеріалом для побудови кісткової тканини. У вигляді іонів мінеральні речовини беруть участь у передачі нервових імпульсів та інших фізіологічних процесах організму.

Залежно від кількості мінеральних речовин в організмі людини і харчових продуктах, їх поділяють на макро- і мікроелементи. Так, якщо масова частка елемента в організмі перевищує 10^-2%, то його слід вважати макроелементом. Частка мікроелементів в організмі становить 10^{-5 –} 10^-3%. Якщо вміст елемента нижче 10^-5%, його вважають ультрамікроелементом.

До найбільш дефіцитних мінеральних речовин у харчуванні сучасної людини відносяться кальцій і залізо, до надлишкових – натрій і фосфор.

Дефіцит мінеральних речовин, як правило, пов'язаний з незбалансованим харчуванням. Однак, порушення обміну мінеральних речовин може мати місце навіть при їх достатній кількості в їжі. Це відбувається у разі, якщо:

1) методи кулінарної обробки харчових продуктів обумовлюють втрати мінеральних речовин, наприклад, при розморожуванні в гарячій воді або при видаленні відварів овочів і фруктів, куди переходять розчинні солі;

2) відсутня своєчасна корекція складу раціону харчування при зміні потреби організму в мінеральних речовинах, пов'язаної з фізіологічними причинами. Так, наприклад, у людей, що працюють в умовах підвищеної температури зовнішнього середовища, збільшується потреба в калії, натрії, хлорі та інших мінеральних речовинах, у зв'язку з тим, що більша їх частина виводиться з організму з потом;

3) є порушення процесу всмоктування мінеральних речовин в шлунково-кишковому тракті або підвищення втрат рідини (наприклад, крововтрати).

1.3.1. Фізіологічна роль окремих мікроелементів

Кальцій. Це основний структурний компонент кісток і зубів; необхідний для згортання крові, бере участь у регуляції проникності клітинних мембран, в молекулярному механізмі м'язових скорочень. Кальцій належить до елементів, які важко засвоюються.

При недостатньому споживанні Кальцію або при порушенні всмоктування його в організмі спостерігається підвищене виведення його з кісток і зубів. В таких випадках у дорослих розвивається остеопороз – демінералізація кісткової тканини, а у дітей порушується становлення скелета, розвивається рахіт.

Кращими джерелами Кальцію є молоко і молочні продукти, різні сири, зелена цибуля, петрушка, квасоля.

Магній. Цей елемент необхідний для активності ряду ключових ферментів, бере участь у підтримці нормальної функції нервової системи і м'яза серця; має судинорозширювальну дію; стимулює жовчовиділення; підвищує перистальтику (рухову активність) кишечника. При нестачі Магнію порушується засвоєння їжі, затримується ріст, в стінках судин відкладається кальцій, розвивається ряд інших патологічних явищ.

Магнієм багаті в основному рослинні продукти: пшеничні висівки, різні крупи, бобові, курага, чорнослив.

Калій. Він разом з іншими солями забезпечує осмотичний тиск; бере участь у регуляції водно-сольового обміну; кислотно-лужної рівноваги; сприяє виведенню води і шлаків з організму; бере участь у регуляції діяльності серця та інших органів. Він добре всмоктується з кишечника, а надлишок Калію швидко видаляється з організму з сечею. Багатими джерелами Калію є рослинні продукти: курага, чорнослив, родзинки, шпинат, морська капуста, квасоля, горох, картопля та ін.

Натрій. Цей елемент бере участь у підтримці осмотичного тиску в тканинних рідинах і крові; водно-сольового обміну; кислотно-лужної рівноваги. Цей нутрієнт легко всмоктується з кишечника. Іони Натрію викликають набухання колоїдів тканин. В основному іони Натрію надходять в організм за рахунок кухонної солі – NaCl. При надмірному споживанні хлориду натрію відбувається затримка води в організмі, що ускладнює діяльність серцево-судинної системи, підвищує кров'яний тиск.

Доросла людина щодня споживає до 15 г кухонної солі. Цей показник без шкоди для здоров'я можна знизити до 5 г на добу.

Фосфор. Цей елемент бере участь в усіх процесах життєдіяльності організму: регуляції обміну речовин; входить до складу нуклеїнових кислот; необхідний для утворення аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ). У тканинах організму і харчових продуктах Фосфор міститься у вигляді фосфатної кислоти та її органічних сполук (фосфатів). Основна його маса знаходиться в кістковій тканині у вигляді фосфату кальцію. При тривалому дефіциті Фосфору в харчуванні знижується розумова і фізична працездатність.

Велика кількість Фосфору міститься в продуктах тваринного походження, особливо в печінці, ікрі, а також в зернових і бобових.

Сульфур. Значення цього елемента в харчуванні визначається, в першу чергу тим, що він входить до складу білків у вигляді сірковмісних амінокислот (метіоніну та цистеїну), а також є складовою частиною деяких гормонів і вітамінів.

Вміст Сульфуру зазвичай пропорційний вмісту білків у харчових продуктах, тому її більше в тваринних продуктах, ніж у рослинних.

Хлор. Цей елемент бере участь в утворенні шлункового соку, формуванні плазми. Він легко всмоктується з кишечника. Надлишок Хлору накопичується в шкірі. Добова потреба в хлорі становить приблизно 5г. Хлор надходить в організм людини в основному у вигляді хлориду натрію.

Ферум. Цей елемент необхідний для біосинтезу сполук, забезпечує дихання, кровотворення; він бере участь в окисно-відновних реакціях; входить до складу цитоплазми, клітинних ядер. Потреба дорослої людини у Ферумі з надлишком задовольняється звичайним раціоном. У легкозасвоюваній формі залізо міститься тільки в м'ясних продуктах, печінці, яєчному жовтку.

Купрум. Купрум відіграє роль в утворенні еритроцитів, розвитку скелета, центральної нервової системи та сполучної тканини. Зазвичай, Купрум з'єднаний з білками, що входять до складу еритроцитів і плазми крові.

Купрум широко поширений в харчових продуктах і в достатку забезпечується добовим раціоном. Надмірне споживання Купруму веде до подразнення і роз’їдання слизових оболонок, ураження капілярів, печінки і нирок.

Йод. Йод є необхідним елементом, який бере участі в утворенні гормону тироксину. При недостатності Йоду розвивається зобна хвороба – захворювання щитоподібної залози. Добова потреба в Йоді часто не забезпечується добовим раціоном. Найбільш багаті Йодом продукти моря.

Флуор. Флуор бере участь у формуванні зубної емалі і входить до складу скелета. Для людини небажані як нестача, так і надлишок Флуору. У першому випадку відбувається руйнування зубної емалі. При надлишку Флуору в організмі його солі накопичуються в кістках, що призводить до остеохондрозу, тобто огрубінню суглобів, утворенню кісткових наростів.

Для профілактики і лікування карієсу зубів використовують різні зубні пасти, порошки, еліксири, жувальні гумки тощо, які містять Флуор.

Цинк. Даний мікроелемент бере участь у біосинтезі білка і метаболізмі нуклеїнових кислот. Цинк дуже важливий для процесів травлення і засвоєння поживних речовин, тому що цинк забезпечує синтез найважливіших травних ферментів у підшлунковій залозі. Добова потреба в Цинку цілком задовольняється звичайним раціоном. Переважно міститься в тваринних продуктах, а також у бобових.

Селен і Молібден входять до складу ферментів оксидоредуктаз, Селен також сприяє засвоєнню Йоду. Молібден гальмує розвиток карієсу.

На Селен багаті зернові продукти, м'ясо (особливо субпродукти), продукти моря. Найбільш багаті на Молібден різні види овочів (наприклад бобові) і внутрішні органи тварин.

Таблиця 1. Симптоми відхилень в організмі людини при нестачі мінеральних речовин

Питання для самоконтролю

1. Предмет харчової хімії. Проблеми якості харчових продуктів.

2. Класифікація компонентів їжі за О.О.Покровським. Аліментарні та неаліментарні компоненти їжі.

3. Значення води для організму людини. «Вільна» та «зв'язана» волога в харчових продуктах

4. Роль води у харчових продуктах. Агрегатні стани води. Ізотерма сорбції вологи для продуктів з високою вологістю та її аналіз.

5. Активність води. Її вплив на зберігання харчових продуктів.

6. Структура та властивості льоду. Роль льоду в забезпеченні стабільності харчових продуктів.

7. Шляхи потрапляння мінеральних речовин до організму людини. Фізіологічне значення мінеральних речовин в харчуванні людини. Які елементи називаються макро-, мікро- та ультрамікроелементами?

8. Шляхи надходження мікроелементів до організму людини. Фізіологічна значення мікроелементів в харчуванні людини. Наведіть приклади. Чому залізо вважається мікроелементом, незважаючи на його значний вміст в організмі?

9. Шляхи надходження макроелементів до організму людини. Фізіологічна значення макроелементів в харчуванні людини. Наведіть приклади.

2. ВУГЛЕВОДИ