Tantum cibi et potionis adhibendum, ut reficiantur vires, non opprimantur Tyle

Transkrypt

1 Modicus cibi, medicus sibi Kto umiarkowany w jedzeniu, ten lekarzem dla siebie. Tantum cibi et potionis adhibendum, ut reficiantur vires, non opprimantur Tyle pokarmu i napoju naleŝy przyjmować, aby pokrzepić siły nie osłabić.

2 Leonardo da Vinci Ostatnia wieczerza. Fresk (460 x 880 cm) Konwent Santa Maria delle Grazie (Refrektarz), Mediolan

3 WĘGLOWODANY Cukrowce, sacharydy Funkcje metaboliczne, budulcowe, łatwy zapas energii Świat roślinny zdolność wytwarzania węglowodanów z wody i dwutlenku węgla na drodze fotosyntezy Fotosynteza - przekształcanie energii słonecznej w energię chemiczną w chloroplastach (organelle komórkowe) n CO 2 + n H 2 O = (CH 2 O) n + n O 2 Z produktów zwierzęcych jedyne znaczące źródło Mleko (laktoza=galaktoza+glukoza) Węglowodany źródło łatwo przyswajalnej energii w funkcjonowaniu mózgu i pracy mięśni. Ustrój człowieka brak zdolności magazynowania poza glikogenem w wątrobie.

4 Węglowodany stanowią prawie 90% suchej masy roślin. Węglowodany zawierają chiralny atom węgla. Chiralny atom węgla jest to atom znajdujący się w dwóch róŝnych przestrzennych konfiguracjach. A A E C B B C E D D Lustro C atom chiralny węgla; B,C,D reprezentują róŝne atomy, funkcjonalne grupy.

5 D-glukoza (aldoza) ma 4 atomy chiralne struktura acykliczna HC=O C-1 HCOH HOCH HCOH HCOH CH 2 OH C-6 C atom chiralny C atom chiralny C atom chiralny C atom chiralny Glukoza naturalnie występująca w przyrodzie jest określana jako D-glukoza. Istnieje forma L. Istnieje 2 4 czyli 16 6-węglowych cukrowców (heksoz)

6 D-ksyloza (pentoza), D-glukoza (heksoza), D-mannoza (heksoza), D-galaktoza (heksoza) są często obecne w roślinach, stąd w naszej diecie w róŝnych połączeniach. D-glukoza obecna jako wolna heksoza aldoza w Ŝywności w niewielkich ilościach. Formy L są rzadsze L-arabinoza i L-galaktoza występują jako składniki polisacharydów. D-fruktoza jest jedyną ketozą znalezioną w naturalnej Ŝywności w małych ilościach

7 HC=O C-1 CH 2 O HCOH C atom chiralny C=O HOCH C atom chiralny HOCH HCOH C atom chiralny HCOH HCOH C atom chiralny HCOH CH 2 OH C-6 CH 2 OH D-glukoza D-fruktoza Aldoza Ketoza C 6 H 12 O 6 Formy acykliczne Stosunek wodoru do tlenu = 2:1

8 Z chemicznego punktu widzenia dzielimy je na: cukry proste jednosacharydy (monosacharydy) samodzielne lub stanowią część innych węglowodanów (monomery) dwucukry disacharydy 2 jednostki cukru kilkucukry oligosacharydy 3-10 jednostek cukru wielocukry - polisacharydy W przyrodzie: Aminocukry glukozoamina zamiast -OH przy C2 grupa NH 2 Alkoholocukry sorbitol, mannitol, ksylitol zamiast CHO jest CH 2 OH lub =CO jest CHOH Kwasy uronowe kwas glukuronowy zamiast -CH 2 OH jest COOH Połączenia z innymi związkami białkami (glikoproteiny), tłuszczami (glikolipidy)

9 Cukry proste Glukoza (cukier gronowy) we krwi i tkankach zwierzęcych, owoce, miód, podstawowa jednostka cukrowa w węglowodanach złoŝonych Zastosowanie piekarstwo, cukrownictwo, przemysł fermentacyjny, napoje na bazie glukozy dla sportowców, do odŝywiania parenteralnego pacjentów. Fruktoza cukier owocowy (lewuloza) miód, owoce, soki owocowe, syropy fruktozowe, polisacharyd inulina. Bardziej słodka niŝ sacharoza i glukoza. W technologii Ŝywności podczas pieczenia chleba i innych wyrobów piekarskich rozkłada się łatwiej niŝ glukoza, wchodzi w reakcje Maillarda pieczywo ma bardziej atrakcyjny kolor. DuŜa higroskopijność przedłuŝenie okresu składowania gotowych wyrobów piekarskich zapobiega wysychaniu produktów. Do słodzenia obniŝa wartość energetyczną bo jej mniej potrzeba

10 Cukry złoŝone Sacharoza Laktoza - Maltoza - Celobioza - Trehaloza - Skrobia - fruktoza i glukoza galaktoza, glukoza 2 cz. glukozy 2 cz. glukozy 2 cz. glukozy amyloza - n cz. glukozy rozpuszczalna w wodzie, podczas ogrzewania jej roztwory stają się kleiste nie są one jednak stabilne. Z upływem czasu amyloza zaczyna się z nich wytrącać, co powoduje takie zjawiska jak np.: mętnienie niektórych soków i win jabłkowych czy czerstwienie chleba. amylopektyna - n. cz. glukozy, rozgałęziona struktura, nie jest rozpuszczalna w wodzie, w środowisku wodnym pęcznieje, a przy ogrzewaniu kleikuje

11 Glikogen - Celuloza - Inulina - Pektyna - Agar - Karagen - n. cz. glukozy n cz. glukozy n cz. fruktozy n cz. kwasu galakturonowego i ramnozy n cz. galaktozy i anhydrogalaktozy n cz. galaktozy i anhydrogalaktozy Disacharydy Sacharoza cukier, glukoza i fruktoza. Do 20% - trzcina cukrowa, buraki cukrowe Produkt handlowy cukier rafinowany do 99,96% Roztwory sacharozy czynnik zapobiegający psuciu się Ŝywności, do zahamowania rozwoju bakterii 25% sacharozy, przy 67% - nie moŝe działać większość droŝdŝy.

12 Laktoza galaktoza i glukoza, cukier mlekowy w mleku i produktach mlecznych; nietolerancja enzym laktaza Mleko większości ssaków jedyne źródło w przyrodzie Mleko kobiece Krowie - 4,6% Kozy - 4,6% Świni - 3,5% Wieloryba - 1,3% 6,8% laktozy Produkty mleczarskie jogurt z mleka pełnego 3,0% ser twarogowy półtłusty 2,0% serwatka - 4,8% serwatka suszona - 75,0%

13 Edo, ergo sum Jem więc jestem Vinum lac senum Wino to mleko starców

14 Vincent van Gogh Jedzący kartofle, 1885, Rijksmuseum Van Gogh, Amsterdam

15 Białka makrocząsteczki o złoŝonej strukturze chemicznej, których elementarne części składowe stanowią aminokwasy, zbudowane z atomów węgla, tlenu, azotu, wodoru oraz siarki. H H 2 N C COOH CH 3 (R) W ustroju człowieka 18 aminokwasów. Poszczególne aminokwasy łączą się ze sobą za pomocą wiązania peptydowego CO=NH

16 STRUKTURA BIAŁEK Kompleksowa struktura białek moŝe być opisana jako sześciostopniowa struktura organizacyjna: pierwszorzędowa, drugorzędowa, super-drugorzędowa struktura domen, trzeciorzędowa, Czwartorzędowa. Rozpoznanie struktury białek nastąpiło długo przed 1957 r., kiedy to John C. Kendrew i wsp. podali pierwszą trójprzestrzenną strukturę białka mioglobiny.

17 Duński naukowiec K. Linderstroem-Lang stwierdził, Ŝe istnieją 4 poziomy struktury organizacyjnej w białkach. W jego hierarchii białkowej struktury (1952 r., 1957 r.) kaŝdy poziom jest określony przez wymuszoną specyficznie strukturę z elementów opisanych w poprzednim poziomie. Przyjął on 4 poziomy organizacyjne białek: 1. Struktura pierwszorzędowa liczba i kolejność aminokwasów w łańcuchach peptydowych. 2. Drugorzędowa struktura odnosi się do przestrzennego rozmieszczenia wywołanego pofałdowaniem i skręceniem. alfa-helisa spirala zawierająca 3,7 reszt aminokwasowych na jeden obrót spirali. Pofałdowanie beta powstaje wtedy, gdy długie polipeptydowe łańcuchy zwijają się i powstają wiązania wodorowe między wiązaniami peptydowymi sąsiednich łańcuchów. W tzw. modelach wstąŝki struktury alfa-helisy są przedstawiane jako spirale a beta pofałdowania jako równoległe strzałki.

18 3. Trzeciorzędowa struktura układ skręconych łańcuchów w swoiste warstwy. 4. W strukturze czwartorzędowej wyróŝnia się szereg podjednostek łańcuchów polipeptydowych, które tworzą białko, będące niezaleŝną jednostką organiczną.

19 RóŜne reprezentacje trójprzestrzennej struktury białka izomerazy fosforanowej triozy.

20 Przestrzenna struktura pierwszorzędowa białka.

21 Struktura przestrzenna białka: A drugorzędowa; B trzeciorzędowa; C - czwartorzędowa

22 Koniec aminowy Koniec karboksylowy Przedstawienie w formie rolki głównego łańcucha wodorowych połączeń w alfa-helixie.

23 Beta-układ równoległy Beta-układ antyrównoległy RóŜne typy beta-pofałdowań. Linie w formie kresek wskazują główne połączenia wodorowe. Beta-układ mieszany Beta-układ równoległy

24 Model struktury kolagenu

25 Aminokwasy egzogenne niezbędne, organizm ssaków i człowieka nie potrafi ich syntetyzować, pula białek ustrojowych szybko się wyczerpuje, muszą być dostarczane z poŝywieniem. Aminokwasy względnie egzogenne warunkowo niezbędne, aminokwas wytwarzane w ustroju, ale w szczególnych warunkach (wzrost, choroba) ich synteza jest niewystarczająca. Aminokwasy endogenne - nie niezbędne produkowane w wystarczających ilościach w ustroju. Cysteina z metioniny; tyrozyna z fenyloalaniny względnie endogenne.

26 Klasyfikacja Ŝywieniowa aminokwasów Aminokwasy egzogenne (niezbędne) Fenyloalanina Izoleucyna Leucyna Lizyna Metionina Treonina Tryptofan Walina Aminokwasy względnie egzogenne (względnie niezbędne) Arginina Histydyna Aminokwasy endogenne (nie-niezbędne) Cysteina* Tyrozyna* Alanina Glicyna Kwas asparaginowy Kwas glutaminowy Prolina Seryna *aminokwasy względnie endogenne

27 Wartość odŝywcza białek poŝywienia Wartość odŝywcza białek poŝywienia zaleŝy od: Ilości i wzajemnych proporcji aminokwasów egzogennych zawartych w danym białku. Stopnia uwolnienia i wchłonięcia aminokwasów podczas procesów trawienia w przewodzie pokarmowym, czyli tzw. strawności białka. Wystarczającego dowozu energii niezbędnej do procesów syntezy białka ustrojowego ze źródeł pozabiałkowych. Aminokwas egzogenny, którego podaŝ z pokarmem jest najmniejsza w stosunku do ilości wymaganej dla biosyntezy białek w ustroju, i który ogranicza wykorzystanie innych aminokwasów aminokwas ograniczający. Zamienniki mięsa produkty roślinne zawierające białka zbliŝone wartością odŝywczą i właściwościami funkcjonalnymi do białek zwierzęcych.

28 Białka komplementarne dwa lub więcej białek, których skład aminokwasów egzogennych wzajemnie się uzupełnia, w taki sposób, Ŝe aminokwas deficytowy w jednym białku występuje w nadmiarze, w drugim prz. białka produktów zboŝowych i białka produktów mlecznych.

29 Synteza białek w ustroju dostępne odpowiednie aminokwasy z: Puli białek ustrojowych procesy rozpadu, część z tych aminokwasów wykorzystywana do syntezy białek w komórkach. Procesów trawienia i wchłaniania białek pokarmowych. Biosynteza niektórych aminokwasów z kwasów organicznych w procesie transaminacji (przenoszenie grupy aminowej z innych związków azotowych).

30 Model struktury gliadyny, gluteniny i glutenu. Białka pszenicy po dodaniu wody tworzą spoisty koloidalny kompleks zwany glutenem. MoŜna go wyodrębnić z ciasta przygotowanego z mąki pszennej i wody poprzez wymywanie, pozwalające usunąć inne składniki mąki (J. Gawęcki - red. Białka w Ŝywności i Ŝywieniu. W-wa 1998).

31 Zawartość aminokwasów egzogennych i względnie endogennych w białkach wzorcowych (w g/100 g białka) Nazwa aminokwasu Białko mleka kobiecego Białko jaja kurzego Wzorzec FAO/WHO (1991) Izoleucyna Leucyna Lizyna Metionina+cysteina Fenyloalanina+tyrozyna Treonina Tryptofan Walina 2,9 5,8 4,2 2,6 4,5 2,7 1,1 3,4 5,6 6,4 5,0 4,5 7,5 3,2 1,0 5,1 2,8 6,6 5,8 2,5 6,3 3,4 1,1 3,5 Suma aminokwasów egzogennych 27,2 38,3 32,0 Wg J. Gawęcki - red. Białka w Ŝywności i Ŝywieniu. W-wa 1998

32 Aminokwas Zapotrzebowanie na aminokwasy egzogenne (w mg/kg masy ciała) Walina Leucyna Izoleucyna Treonina Metionina Lizyna Fenyloalanina Tryptofan Niemowlęta Dzieci ,3 Kobiety 11,2 7,8 10,7 5,3 12,1 8,6 12,1 2,8 MęŜczyź ni 11,4 9,5 15,7 6,5 12,1 9,4 12,1 2,9 Wg J. Gawęcki - red. Białka w Ŝywności i Ŝywieniu. W-wa 1998

33 Caseus et panis sunt optima fercula sanis Ser i chleb są najlepszymi daniami dla zdrowych In vino veritas, in aqua sanitas W winie prawda, w wodzie zdrowie

34 Aersten Stragan rzeźnika, 1551

35 Vincent van Gogh Dwa słoneczniki, 1887, Metropolitan Museum of Art, New York

36 Vincent van Gogh Słoneczniki, 1888, Neue Pinakothek, Monachium

37 Tłuszcz TŁUSZCZE grupa produktów spoŝywczych rodzaj zawartych w tych tłuszczach i w innych produktach związków chemicznych lipidów Tłuszcz niewidoczny w mięsie, wędlinach, nabiale Po wyodrębnieniu tłuszcz widoczny temperatura pokojowa konsystencja stała tłuszcz temperatura pokojowa konsystencja płynna olej Wspólna cecha nierozpuszczalność w wodzie i rozpuszczalność w niepolarnych rozpuszczalnikach (eter, chloroform, alkohol itp...)

38 Klasyfikacja produktów Ŝywnościowych wg zawartości tłuszczów Grupa produktów Tłuszcze jadalne Tłuszcze stołowe o obniŝonej kaloryczności Produkty o bardzo wysokiej zawartości tłuszczu Produkty o wysokiej zawartości tłuszczu Produkty o niskiej zawartości tłuszczu Produkty o bardzo niskiej zawartości tłuszczu Zawart. tł. [%] Produkty Masło, margaryny, słonina, smalec, oleje roślinne, oliwa Margaryny niskokaloryczne Śmietana kremowa, sery Ŝółte, węgorz, metka, parówki, wafle nadziewane Wieprzowina, baranina, gęś, kaczka, kiełbasy, śledź, makrela, jaja, sery tłuste, śmietana, twarogi tłuste, pieczywo cukiernicze Polędwica, cielęcina, wołowina, kurczak, indyk, dorsz, ryby słodkowodne, podroby, produkty zboŝowe, mleko pełne, lody, jogurty, twaroŝki Mleko chude, twaróg chudy, kefir, pieczywo, polędwica, warzywa, owoce, grzyby

39 Tłuszcze właściwe triacyloglicerole Estry zbudowane z trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych i jednej cząsteczki glicerolu O O CH 2 O C R 1 R 2 C O CH O CH 2 O C R 3

40 Grupa metylowa Grupa karboksylowa Kwas stearynowy 18:0 H 3 C COOH Kwas oleinowy 18:1, n-9 C H COOH Kwas linolowy 18:2, n-6 Kwas alfa-linolenowy 18:3, n-3 C H 3 C H 3 COOH COOH Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe Wzory kwasów tłuszczowych

41 Wiązanie nienasycone moŝe mieć konfiguracjęcis lub trans. Naturalne kwasy tłuszczowe występują głównie w konfiguracji cis, z wyjątkiem części kwasów tłuszczowych w mleku krowim (2% występuję w konfiguracji trans) H H H C C C C H Konfiguracja cis Konfiguracja trans

42 Z punktu widzenia fizjologii Ŝywienia najwaŝniejsze są wielonienasycone kwasy tłuszczowe (Polyunsaturated Fatty Acids) niezbędnie nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT) (EFA Essential Fatty Acids) Rodzina kwasu linolowego C 18:2,n-6 Rodzina kwasu alfa-linolenowego C 18:3,n-3 Kwas gamma-linolenowy C 18:3, n-6 Kwas eikozapentaenowy (EPA) C 20:5, n-3 Kwas arachidonowy C 20:4, n-6 Kwas dokozaheksaenowy (DHA) C 22:6, n-3 Organizm nie umie przekształcać kwasów n-6 w kwasy n-3 i na odwrót. Izomeria przestrzenna róŝna konfiguracja Izomeria połoŝeniowa połoŝenie wiązania podwójnego

43 Kwas linolowy olej słonecznikowy, sojowy, arachidowy, oliwa, rzepakowy niskoerukowy Kwas gamma-linolenowy olej z wiesiołka, z ogórecznika, mleko kobiece Kwas arachidonowy - produkty zwierzęce, mięso Kwas alfa-linolenowy - Kwas eikozapentaenowy - Kwas dokozaheksaenowy - olej z makreli olej lniany, rzepakowy, sojowy, rośliny liściaste łosoś, olej wątłuszczowy (dorsz) Stosunek kwasów n-6 do n-3 powinien wahać się w granicach 4-6 do 1

44 Mięso ze znikomą zawartością tłuszczu. Mięso ze średnią zawartością tłuszczu. Mięso z duŝą zawartością tłuszczu.

45 Zawartość tłuszczu w kilku popularnych potrawach Chipsy ziemniaczane 20-40% tłuszczu PraŜynki ziemniaczane 30-35% tłuszczu Pączki 20-35% tłuszczu Frytki 7-25% tłuszczu Filety rybne 10-12% tłuszczu

46 Podstawowe składniki wybranych tłuszczów roślinnych.

47 Podstawowe składniki wybranych tłuszczów zwierzęcych.

48 Polski Konsensus Tłuszczowy Ustalenia podjęte w wyniku spotkania grona ekspertów towarzystw i instytutów naukowych, dnia 4. XII r. Zalecenia są podstawą profilaktyki chorób układu krąŝenia i nowotworów odnośnie ilości i jakości spoŝywanych tłuszczów. 1. W polskiej diecie naleŝy obniŝyć spoŝycie tłuszczów ogółem poniŝej 30% dziennego zapotrzebowania na energię, zmieniając jednocześnie strukturę spoŝycia poprzez zwiększenie udziału tłuszczów roślinnych, zawierających jedno- i wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Podstawą dziennej racji pokarmowej powinny być produkty niskotłuszczowe. 2. Nasycone kwasy tłuszczowe i kwasy tłuszczowe typu trans wywierają podobny niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka, między innymi podnosząc poziom cholesterolu frakcji LDL. Z tego powodu naleŝy ograniczyć łączne ich spoŝycie maksymalnie do 10% dziennego zapotrzebowania na energię.

49 Polski Konsensus Tłuszczowy cd. Ustalenia podjęte w wyniku spotkania grona ekspertów towarzystw i instytutów naukowych, dnia 4. XII r. 3. Podstawą Ŝywienia zdrowych niemowląt w pierwszym roku Ŝycia powinno być karmienie piersią. W diecie niemowląt i małych dzieci do trzeciego roku Ŝycia nie naleŝy ograniczać zawartości tłuszczu ogółem, przy czym powinny być uwzględnione tłuszcze roślinne, jako źródło niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Od trzeciego roku Ŝycia zalecane jest stopniowe przechodzenie do diety rekomendowanej dla dorosłych. 4. Ze względu na udowodniony korzystny wpływ kwasów tłuszczowych z rodziny n-3 na zdrowie, uzasadnione jest zalecenie większego spoŝycia ryb głownie morskich, które powinny być wprowadzane w Ŝywieniu populacji powyŝej 3 roku Ŝycia.

50 Polski Konsensus Tłuszczowy cd. Ustalenia podjęte w wyniku spotkania grona ekspertów towarzystw i instytutów naukowych, dnia 4. XII r. 5. Proces smaŝenia zwiększa zawartość tłuszczu w produkcie, utrudniając obniŝanie jego ilości w racji pokarmowej. Do krótkiego smaŝenia w warunkach domowych naleŝy preferować oleje roślinne, pod warunkiem jednorazowego ich uŝycia. NaleŜy wprowadzić instytucjonalny obowiązek kontroli jakości tłuszczów smaŝalniczych w trakcie ich stosowania w przemyśle i zakładach gastronomicznych. 6. Zawartość tłuszczu ogółem, kwasów tłuszczowych nasyconych oraz kwasów tłuszczowych typu trans naleŝy uwzględnić w znakowaniu środków spoŝywczych.