Składniki pożywienia i ich rola w organiźmie człowieka Prof. dr hab. Roman Cichon CM UMK Bydgoszcz 2015
Pożywienie lub żywność wszystkie produkty organiczne lub nieorganiczne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego lub otrzymane drogą syntezy chemicznej, które po przyjęciu doustnym ulegają w przewodzie pokarmowym strawieniu, a po wchłonięciu mogą być dla ustroju źródłem energii, materiałem budulcowym lub współdziałać w procesach metabolicznych. Cichon, Wądołowska 2000
Środki spożywcze substancje lub ich mieszaniny zawierające składniki potrzebne do odżywiania organizmu ludzkiego i przeznaczone w stanie naturalnym lub po przerobieniu do spożywania przez ludzi. DzU 1970, Nr 29, poz. 245
Pożywienie lub żywność wszystkie produkty organiczne lub nieorganiczne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego lub otrzymane drogą syntezy chemicznej, które po przyjęciu doustnym ulegają w przewodzie pokarmowym strawieniu, a po wchłonięciu mogą być dla ustroju źródłem energii, materiałem budulcowym lub współdziałać w procesach metabolicznych. np. mleko, chleb tak alkohol nie Środki spożywcze substancje lub ich mieszaniny zawierające składniki potrzebne do odżywiania organizmu ludzkiego i przeznaczone w stanie naturalnym lub po przerobieniu do spożywania przez ludzi. np. mleko, chleb, alkohol tak Cichon, Wądołowska 2000 DzU 1970, Nr 29, poz. 245
Dietetyczny środek spożywczy to produkt, który ze względu na skład i sposób przygotowania jest przeznaczony do żywienia ludzi w przypadkach określonych chorób lub stanów fizjologicznych. Produkty te zawierają odpowiednią informację na etykietach. DzU 1970, Nr 29, poz. 245
Dietetyczny środek spożywczy Odżywka to środek spożywczy o składzie wzbogaconym w określone składniki odżywcze lub o zwiększonej naturalnej zawartości tych składników, przeznaczony do żywienia ludzi wymagających wzmożonego odżywiania. to produkt, który ze względu na skład i sposób przygotowania jest przeznaczony do żywienia ludzi w przypadkach określonych chorób lub stanów fizjologicznych. Produkty te zawierają odpowiednią informację na etykietach. DzU 1970, Nr 29, poz. 245
Używka Odżywka to produkt, który ze względu na skład i sposób przygotowania jest przeznaczony do żywienia ludzi w przypadkach określonych chorób lub stanów fizjologicznych. to substancja lub mieszanina substancji nie zawierająca składników odżywczych lub zawierająca je w ilościach nieistotnych dla odżywienia organizmu, która jest spożywana przez ludzi ze względu na jej właściwości organoleptyczne lub fizjologiczne. Używki mogą zwiększać wartość energetyczną posiłku (alkohol), wpływać na procesy trawienia (przyprawy) lub pobudzać aktywność kory mózgowej (kawa, herbata). DzU 1970, Nr 29, poz. 245
Składnik odżywczy najmniejsza cząsteczka organiczna lub nieorganiczna, która po uwolnieniu w procesach trawienia i wchłonięciu może być źródłem energii, materiałem budulcowym lub uczestniczyć w procesach przemiany materii. Cichon, Wądołowska 2000
Składnik pokarmowy to zawarty naturalnie w środku spożywczym związek chemiczny, który może mieć charakter odżywczy lub nieodżywczy Gawęcki 2000
Składnik odżywczy Składnik pokarmowy najmniejsza cząsteczka organiczna lub nieorganiczna, która po uwolnieniu w procesach trawienia i wchłonięciu może być źródłem energii, materiałem budulcowym lub uczestniczyć w procesach przemiany materii. np. aminokwasy, glukoza, witaminy tak białko, skrobia nie to zawarty naturalnie w środku spożywczym związek chemiczny, który może mieć charakter odżywczy lub nieodżywczy (np. składniki balastowe, smakowo-zapachowe, antyodżywcze, szkodliwe). Cichon, Wądołowska 2000 Gawęcki 2000
Substancja dodatkowa (dodatek do żywności) to substancja obca, w sposób zamierzony dodawana do środka spożywczego lub używki albo stosowana przy ich produkcji w celu: nadania określonego zapachu, barwy, konsystencji, poprawienia innych cech organoleptycznych, wzbogacenia wartości odżywczej, przedłużenia okresu trwałości, zapewnienia prawidłowego procesu technologicznego. Zanieczyszczenie to substancja obca, która przeniknęła do środka spożywczego w sposób niezamierzony wskutek niewłaściwego postępowania w toku jego produkcji lub obrotu, względnie jako następstwo skażenia środowiska. Zawartość w żywności substancji dodatkowych i zanieczyszczeń jest limitowana odpowiednimi przepisami. Giertig 2000
Podział składników pokarmowych Składniki antyodżywcze Składniki odżywcze Składniki niemające typowych wartości odżywczych Składniki pokarmowe Składniki nadające produktom barwę, smak i zapach Składniki szkodliwe
Podział składników pokarmowych niezbędne (egzogenne) Składniki odżywcze Po stawieniu i wchłonięciu do krwi są wykorzystywane przez organizm jako źródło energii, budulec lub czynnik regulujący procesy życiowe składniki odżywcze, które organizm musi otrzymywać w pożywieniu, ponieważ nie potrafi ich syntetyzować lub te, których synteza w organizmie jest niewystarczająca dla pokrycia jego zapotrzebowania (galaktoza, niacyna); nie niezbędne (endogenne) składniki odżywcze dające się zastępować przez inne.
Aminokwasy Niezbędne składniki odżywcze Kwasy tłuszczowe Cukry proste Witaminy Fenyloalanina linolowy glukoza A (retinol) Ca Izoleucyna linolenowy galaktoza* D (kalciferol) P Metionina E (tokoferol) Fe Lizyna K (filochinon) Mg Leucyna B 1 (tiamina) K Treonina B 2 (ryboflawina) Na Tryptofan B 6 (pirydoksyna) Cl Walina PP (niacyna) Cu Arginina* Kw. foliowy Zn Histydyna* Kw. pantotenowy Mn *niezbędne tylko dla dzieci B 12 (kobalamina) C (kw. askorbinowy) Co Składniki mineralne J Se Mo
Pożywienie człowieka składa się z siedmiu podstawowych substancji (6 grup składników odżywczych i wody), które pełnią różne role w organizmie. Węglowodany i tłuszcze to najważniejsze źródła energii. Dla wzrostu i rozwoju tkanek decydujące znaczenie mają białka, witaminy, składniki mineralne i pierwiastki śladowe. Białka i witaminy (oprócz wody) są niezbędne także w przemianie materii i jej regulacji. Substancje dostarczające energii (węglowodany, tłuszcze, białka) są w tej funkcji częściowo wymienne, natomiast witaminy, składniki mineralne i pierwiastki śladowe pełnią bardzo wyspecjalizowane funkcje. W przypadku braku tych składników występują zatem specyficzne, nie zawsze jednak typowe objawy niedoborów Źywienie, Atlas i podręcznik Biesalski i Grimm, Elsevier 2007, s.3
Węglowodany To polimery cukrów prostych (jednego lub kilku) połączonych wiązaniem glikozydowym. Podział węglowodanów ze względu na rolę w organizmie: łatwoprzyswajalne (cukry proste, dwucukry, trójcukry) szybko się wchłaniają i szybko podnoszą poziom glukozy we krwi złożone (skrobia) wolno podnoszą poziom glukozy we krwi
Błonnik pokarmowy (błonnik, włókno pokarmowe) To roślinne wielocukry i ligniny, oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka. 1. Polisacharydy nieskrobiowe celuloza polisacharydy niecelulozowe: nierozpuszczane w wodzie: hemicelulozy rozpuszczalne w wodzie: pektyny, gumy i kleje roślinne, polisacharydy roślin morskich (alginiany, agar, karageny), 2. Oporna skrobia utrata zdolności do żelowania po ogrzewaniu skrobi w niedostatecznej ilości wody, 3. Ligniny chemicznie nie są węglowodanami, polimery - pochodne alkoholi fenolowych
Źródła węglowodanów w pożywieniu Produkty zbożowe: 50 80% Słodycze, pieczywo cukiernicze: 40 70-100% Strączkowe suche: 62% Ziemniaki, warzywa, owoce: 1-10 25% Mleko, napoje mleczne: 1,5-4 4,5-16%
Błonnik pokarmowy (błonnik, włókno pokarmowe) Źródła w pożywieniu Produkty zbożowe: 2 5 g/100g cz.jad. Strączkowe suche: 15 16 g/ Ziemniaki, warzywa, owoce: 1 8 g/ Orzechy: 6 13 g/
Węglowodany rola w organizmie energetyczna 4 kcal/g potrzeby bieżące oraz magazynowanie (glikogen, tkanka tłuszczowa) ochrona dla białka źródło błonnika pokarmowego regulacja metabolizmu regulacja motoryki przewodu pokarmowego detoksykacja organizmu nadawanie cech organoleptycznych smak słodki synteza aminokwasów np. alaniny funkcje specjalne: strukturalne glikolipidy, glikoproteiny, fizjologiczne glikozydy nasercowe, heparyna bakteriostatyczne glikozydy roślinne, antybiotyki (streptomycyna)
Tłuszcze To grupa związków o różnej budowie chemicznej, których cechą wspólną jest nierozpuszczalność w wodzie oraz rozpuszczalność w niepolarnych rozpuszczalnikach (np. eterze etylowym, alkoholu, benzynie). Podział tłuszczów pokarmowych: widoczne (wydzielone, wyodrębione): masło, smalec, oleje, margaryna niewidoczne: naturalnie zawarte w żywności 45% 55% zwyczajowej racji pokarmowej
Źródła tłuszczów w pożywieniu Tłuszcze wydzielone: 50-85 100% Mięso, wędliny: 3 55% Ryby: 0,1 13% Mleko, napoje mleczne: 0,5-4 4,5% Sery dojrzewające, topione: 17 30% Sery twarogowe: 1%, 9% Jaja: 11% Orzechy: 46 64%
Tłuszcze rola w organizmie energetyczna 9 kcal/g głównie magazynowanie energii (tkanka tłuszczowa) regulująca NNKT eikozanoidy (hormony tkankowe) cholesterol kwasy żółciowe, hormony steroidowe, witamina D 3 ułatwiają odczuwanie smaku i przełykanie pokarmu budulcowa składnik błon komórkowych i białej masy mózgu (np. fosfolipidy, glikolipidy) utrzymanie przepuszczalności błon komórkowych ochrona przed utratą ciepła tłuszcz podskórny utrzymywanie narządów tłuszcz okołonarządowy regulacja motoryki przewodu pokarmowego hamowanie skurczów żołądka i składu soku regulacja trawienia i wchłaniania kwasy żółciowe
Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe (NNKT, PUFA) Kwas linolowy C 18:2 i inne z rodziny n-6: arachidonowy C 20:4 dokozapentaenowy C 22:5 Kwas -linolenowy C 18:3 i inne z rodziny n-3: eikozapentaenowy C20:5 dokoheksaenowy C 22:6 NNKT biorą udział w syntezie eikozanoidów biologicznie aktywnych substancji o charakterze hormonów tkankowych, które stanowią obwodowe przekaźniki regulujące czynność hormonów i neuromediatorów.
NNKT rola w organizmie regulująca (eikozanoidy: prostaglandyny, leukotrieny, prostacykliny, tromboksany) regulują czynność układu sercowo-naczyniowego) przez działanie pro- i anty-agregacyjne, rozszerzające naczynia krwionośne zapobieganie zakrzepom naczyniowym zapobieganie nadciśnieniu tętniczemu transportowanie lipidów krwi gł. cholesterolu obniżanie poziomu cholesterolu we krwi budulcowa składnik fosfolipidów błon komórkowych
Białka To złożone polimery aminokwasów (18) połączonych wiązaniem peptydowym. Podział białek we względu na wartość odżywczą: pełnowartościowe dobrze zbilansowany skład aminokwasowy (produkty zwierzęce, strączkowe) niepełnowartościowe gorzej zbilansowany skład aminokwasowy (aminokwas ograniczający) (produkty roślinne)
Źródła białek w pożywieniu Mięso, wędliny, ryby: 15 30% Strączkowe suche: 21 25% Mleko, napoje mleczne: 1 4% Sery twarogowe: 16 21% Jaja: 13% Produkty zbożowe: 6-7 14% Warzywa, owoce średnio: 1 2%
Białka rola w organizmie (1) budulcowa gł. składnik budulcowy wszystkich tkanek, związków biologicznie czynnych reparacyjna uzupełnianie naturalnych ubytków i gojenie ran (płytki krwi) udział w procesach obronnych ustroju przeciwciała regulacyjna enzymy sterowanie procesami przemiany materii (np. enzymy trawienne) hormony regulacja ważnych czynności życiowych (np. insulina, tyroksyna) regulacja równowagi kwasowo-zasadowej właściwości buforujące białek
Białka rola w organizmie (2) transportująca nośniki: witamin (wit.a), składników mineralnych (Fe transferyna), leków, tlenu (hemoglobina) transport aktywny przez błony komórkowe ( pompa sodo-potasowa ) udział w procesach widzenia przenoszenie bodźców świetlnych przez białko światłoczułe (opsynę) energetyczna 4 kcal/g W ciągu doby ulega rozpadowi ok. 200 300 g białka, ale tylko 20 30g aminokwasów podlega dezaminacji.
Żywność jako źródło podstawowych składników pokarmowych Źródło : b.dobre; dobre; słabe; ubogie Grupy produktów I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII zbożowe mleczne jaja mięso i ryby Energia Białko Tłuszcz Węglowodany masło inne tłuszcze ziemniaki warzywa i owoce z wit. C karote nem inne strączkowe Cukier i słodycze Błonnik
Podział : Składniki mineralne To pierwiastki, które pozostają po spaleniu (mineralizacji) tkanek w postaci popiołu. makroelementy ich zawartość w organizmie jest większa niż 0,01% masy ciała, a zapotrzebowanie >100 mg/osobę/dzień Ca, P, Mg, K, Na, Cl, S mikroelementy (pierwiastki śladowe, ultra-) zawartość i zapotrzebowanie poniżej ww. progów Fe, Zn, Cu, Mn, F, J, Se, Cr, Co, Mo, Ni, V
Żywność jako źródło składników mineralnych (1) Źródło : b.dobre; dobre; słabe; ubogie Grupy produktów I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII zbożowe mleczne Wapń jaja i ryby Fosfor Żelazo mięso masło tłuszcze Inne ziemniaki wit. C warzywa i owoce z karote nem inne strączkowe cukier i słodycze
Żywność jako źródło składników mineralnych (2) Źródło : b.dobre; dobre; słabe; ubogie u charakter zakwaszający ze względu na metabolizm składników Grupy produktów I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII zbożowe mleczne jaja i ryby mięso masło tłuszcze Inne ziemniaki wit. C warzywa i owoce z karote nem inne strączkowe cukier i słodycze Składniki zakwaszające uu uu uu uu uu uu Składniki alkalizujące
Składniki mineralne rola w organizmie (1) budulcowa stanowią materiał budulcowy kości, zębów, skóry i włosów : Ca, P, Mg, S, F utrzymują trójwymiarową strukturę cząsteczek o ważnym biologicznie znaczeniu: Zn, Mg (podwójna spirala DNA) regulacyjna wchodzą w skład związków o podstawowym znaczeniu dla funkcjonowania organizmu: Fe hemoglobina, J tyroksyna, Co witamina B 12, P ATP, Zn enzymy (ponad 200), Mg enzymy, Ca enzymy, S enzymy, hormony;
Składniki mineralne rola w organizmie (2) regulacyjna c.d. biorą udział w gospodarce wodno-elektolitowej: Na, K, Cl biorą udział w utrzymaniu równowagi kwasowozasadowej: Na, K, Cl, P biorą udział w regulacji pobudliwości nerwowomięśniowej: Ca, Mg, Na, K spełniają różnorodne funkcje regulujące: Se, Mn, Mo, Cr biorą udział w trawieniu, wchłanianiu i metabolizmie: Na, Mg, P, Zn, Mn, Mo biorą udział w detoksykacji: S, Fe
Witaminy (1) To związki organiczne niezbędne do zachowania zdrowia i prawidłowego przebiegu procesów metabolicznych, które nie są źródłem energii ani strukturalnymi składnikami tkanek. Witaminy spełniają rolę regulującą procesy metaboliczne. Podział: rozpuszczalne w wodzie B1, B2, B6, PP, B12, biotyna, kwas foliowy, kwas pantotenowy, C rozpuszczalne w tłuszczach A, D, E, K
Żywność jako źródło witamin Źródło : b.dobre; dobre; słabe; ubogie / dodane Grupy produktów I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII zbożowe mleczne jaja mięso i ryby masło inne tłuszcze ziemniaki warzywa i owoce z wit. C karote nem inne strączkowe Cukier i słodycze Wit. A / Karoten Wit. B 1 Wit. B 2 Wit PP Wit. C Wit. D /
Objawy niedoborów wybranych składników 1/2 Składniki energia, białko wapń fosfor magnez potas żelazo cynk fluor jod Wybrane objawy niedoborów marasmus, kwasiorkor krzywica, osteomalacja krzywica, osteomalacja arytmia serca, nadpobudliwość porażenie mięśni niedokrwistość zahamowanie wzrostu, hipogonadyzm próchnica zębów, osteoporoza niedorozwój umysłowy, wole
Objawy niedoborów wybranych witamin 2/2 Składniki wit. A wit. D wit. E wit. K wit. B 1 wit. B 2 wit. PP wit. B 6 wit. H kwas foliowy wit. B 12 inozytol Wybrane objawy niedoborów kseroftalmia, keratomalacja, zmiany skórne krzywica, osteomalacja bezpłodność, dystrofia mięśni, hemoliza krwinek skaza krwotoczna beri-beri, zaburzenia sercowo-naczyniowe zmiany skórne, oczne pelagra, biegunki stany zapalne skóry, zapalenie wielonerwowe stany zapalne skóry, łysienie, depresja niedokrwistość, wady cewy nerwowej niedokrwistość zaburzenia przemiany tłuszczów Ziemlański 1998
Zalecenia żywieniowe i aktywność fizyczna w prewencji otyłości i innych chorób niezakaźnych zalecenia dla populacji polskiej (1/2) Tłuszcze Składnik pożywienia Zalecania Ogółem (%E) 15-30 Nasycone kwasy tłuszczowe (SFA) (%E) <10 Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) (%E) 6-10 n-6 (%E) 5-8 n-3 (%E) 1-2 Izomery trans kwasów tłuszczowych (%E) <1 Jednonienasycone kwasy tłuszczowe (%E) Z różnicy: tłuszcz ogółem (SFA + PUFA + izomery trans) Węglowodany Ogółem (%E) 55-75 Cukry rafinowane (%E) <10 Normy żywienia człowieka. (red.) M. Jarosz, B. Bułhak-Jachymczyk, Wyd. Lekarskie PZWL, IŻŻ, Warszawa 2008.
Zalecenia żywieniowe i aktywność fizyczna w prewencji otyłości i innych chorób niezakaźnych zalecenia dla populacji polskiej (2/2) Składnik pożywienia Zalecania Białko (%E) 10-15 Cholesterol (mg) <300 Włókno pokarmowe (g) >25 Sól (mg) <5 Owoce i warzywa (g) >400 Foliany (mg) >400 Poziom aktywności fizycznej Wyłączne karmienie piersią PAL>1,75* Do około 6 miesiąca życia * PAL stosunek całkowitych dziennych wydatków energetycznych do podstawowej przemiany materii; PAL=1,75 jest ekwiwalentem 60 minut umiarkowanych ćwiczeń fizycznych dziennie lub 30 minut dziennie ćwiczeń intensywnych Normy żywienia człowieka. (red.) M. Jarosz, B. Bułhak-Jachymczyk, Wyd. Lekarskie PZWL, IŻŻ, Warszawa 2008.
Normy żywienia określają ilości składników odżywczych, zawartych w żywności, które po spożyciu zapewniają prawidłowy rozwój młodych organizmów i utrzymanie dobrego stanu zdrowia osób dorosłych, w określonych warunkach fizjologicznych codziennego bytowania, łącznie z ciążą i okresem laktacji. Ziemlański 1997
Normy żywienia (Dietary standards) Przyjęte na podstawie aktualnego stanu wiedzy normy spożycia energii i niezbędnych składników odżywczych, wyrażone w przeliczeniu na 1 osobę i 1 dzień, przy uwzględnieniu różnic w zapotrzebowaniu zależnym od wieku, płci, stanów fizjologicznych, rodzaju wykonywanej pracy, a w niektórych przypadkach także takich czynników jak: masa i wysokość ciała, warunki bytowania i tryb życia.
Zrealizowanie teoretycznych zaleceń dotyczących spożycia poszczególnych substancji odżywczych (normy żywieniowe), w praktyce polegające na doborze właściwych produktów spożywczych w odpowiedniej ilości, sprawia konsumentom trudności. Dlatego zostały stworzone możliwości przedstawienia wiedzy naukowej w postaci praktycznych zaleceń dotyczących całodziennego wyżywienia. Jednym z przykładów jest trójwymiarowa piramida żywieniowa Niemieckiego Towarzystwa Żywieniowego DGE ( Łączy ona normy żywieniowe z wymaganiami dotyczącymi jakości produktów w jednym modelu. Źywienie,Atlas i podręcznik Biesalski i Grimm, Elsevier 2007, s.7
Oprócz typowych wskazówek dotyczących rodzajów zalecanych produktów spożywczych i ich ilości (co?, ile?) dla praktycznego wykorzystania zaleceń mogą być korzystne także wskazówki dotyczące posiłków. Najważniejsze pytania dotyczące posiłków to: kiedy, ile razy i jak długo powinny być spożywane (B). Obecnie zaleca się spożywanie 5-6 posiłków regularnie w ciągu całego dnia. Na główne posiłki powinno przy tym przypadać 25-30% dziennej energii, podczas gdy na przekąski - zależnie od ich wielkości - ok. 10%. Ze względu na osoby ze zmiennym czasem pracy (na przykład robotnicy zmianowi, personel pielęgniarski) zachowała się także zasada jedzenia co 2-3 godziny". Na podstawie fizjologicznego mechanizmu regulacji poczucia głodu i sytości, główny posiłek powinien trwać przynajmniej 20 minut. Z tego wynika zalecenie, aby jeść możliwie wolno i świadomie. Źywienie,Atlas i podręcznik Biesalski i Grimm, Elsevier 2007, s.7
Profilaktyka żywieniowa: dieta śródziemnomorska Wartości referencyjne dotyczące spożycia składników odżywczych mogą być osiągnięte wyłącznie dzięki zastosowaniu odpowiedniej diety, bez konieczności suplementacji. Normy żywienia, będące wartościami liczbowymi opartymi na badaniach naukowych, służą jako ważna podstawa przy opracowywaniu określonych jadłospisów ( w żywieniu zbiorowym, np..w szpitalach); dla konsumenta jednak bardziej praktyczne są zalecenia żywieniowe. Wyrażone w produktach spożywczych, powinny mieć na celu zwiększenie spożycia produktów zbożowych, owoców i warzyw w porównaniu z sytuacją obecną, a także podwyższenie udziału w diecie olejów roślinnych oraz mleka i produktów mlecznych o zmniejszonej zawartości tłuszczu Źywienie,Atlas i podręcznik Biesalski i Grimm, Elsevier 2007, s.9
Dziękuję za uwagę - konwalie Dziękuję za uwagę