Роль минеральных веществ в составе продовольственных товаров

 

Содержание:

 

1. Введение                                                                                                                            стр 3

 

2. Деление минеральных веществ на группы по количеству их продукта           стр 4

 

3. Функции минеральных веществ в составе продовольственных товаров.

   Их влияние  на организм человека                                                                               стр 8

 

4. Заключение. Проблема питания с учетом содержаний этих

    минеральных  веществ                                                                                                    стр 14

 

5. Список литературы                                                                                                         стр 16

 

Введение.

 Товароведение пищевых продуктов изучает физические, химические и биохимические свойства продуктов, их качество, а также влияние на эти показатели различных факторов, связанных с технологией производства и хранением продуктов питания.

Как научная дисциплина, товароведение начало свое развитие на базе физики, химии, биохимии, микробиологии. Зарождение этой науки относят к концу 19 века. Основоположниками научного товароведения в России были профессоры Я.Я. Никитинский и П.А. Петров, большой вклад в науку внесли советские ученые, профессоры Ф.В. Церевитинов, В.С. Смирнов, Г.С.Инихов, Н.И. Козин. Однако, первые научные открытия российских ученых в области биохимии и физиологии, послужившие основой для развития научного товароведения,   были сделаны еще в начале 19 века (фермент амилаза, например, способствующий превращению крахмала в сахар, был получен академиком Петербургской Академии Наук  К.С. Кирхгофом в 1814 году).

Товароведение пищевых продуктов стало основой развития пищевой промышленности и одновременно способствовало развитию таких наук, как, например, диетология, физиология питания.

Следует подчеркнуть, что особое место в товароведении пищевых продуктов занимает раздел, изучающий элементарный состав пищевых продуктов, характеристики и свойства основных групп веществ пищевых продуктов и их влияние на организм человека и животных, поскольку именно знание пищевых продуктов на молекулярном уровне  позволяет научно подходить к изучению технологии производства продовольственных товаров, оценивать их качество.

 

Деление минеральных веществ на группы по количеству их продукта.

 

Минеральные вещества относятся к незаменимым, хотя они  и не являются источником энергии. Они  играют важную роль в различных обменных процессах организма: выполняют  пластическую функцию, участвуя в построении костной ткани, регуляции водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия, входят в состав ферментных систем. Попадая в организм в больших количествах, они могут проявлять токсические свойства, поэтому содержание некоторых неорганических соединений в продовольственных товарах регламентируется медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества. Обычно минеральных веществ в продовольственных товарах содержится примерно 0,5-0,7% съедобной части.

В зависимости  от содержания в продовольственных  товарах все минеральные вещества делят условно на три группы:

•   макроэлементы — содержание в продовольственных товарах более 1 мг% (калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор, железо);

•  микроэлементы — содержание не превышает 1 мг % (йод, фтор, медь, цинк, марганец, мышьяк, бром, алюминий, никель, кобальт и др.);

•  ультрамикроэлементы — содержание в микрограммах и менее на 100 г продукта (ртуть, золото, уран, радий, свинец и др.)-

При сжигании продуктов  органические вещества сгорают, а минеральные  остаются в виде золы (зольные вещества). Состав золы и ее количество в различных продуктах неодинаковы и колеблются от 0,2 до 7,0%. В продуктах растительного происхождения зольных веществ больше, чем в продуктах животного происхождения. Например, содержание золы (в %): в муке — 0,5—1,9; свежих плодах — 0,3-1,2; чае — 5,4—7,7; молоке — 0,6—0,9; мясе — 0,8—1,1; рыбе — 0,7-1,9; свежих овощах — 0,4-1,8.

 

Макроэлементы.

 

• Кальций — щелочноземельный металл, широко распространенный в природе. В организме кальций выполняет пластические и структурные функции, придает стабильность клеточным мембранам, принимает участие в осуществлении межклеточных связей, обеспечивающих слипание клеток при тканеобразовании, является активатором ряда ферментов и гормонов, важнейшим компонентом системы свертывания крови. В продовольственных товарах кальций встречается в форме хлористых фосфорнокислых, щавелевокислых соединений, а также в соединении с белками, жирными кислотами и др. Содержание кальция, в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в молоке — 90—180, цельномолочных продуктах (кефир, смётана, творог и др.) — 85-150, твердых сырах — 850-1100, плавленых сырах — 430—760, масло — 13-18.
• Фосфор — неметалл, биологический спутник кальция. Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, в которых отмечается наиболее оптимальное соотношение кальция и фосфора. Достаточное количество фосфора содержится в мясе, рыбе, зернобобовых. Из растительных продуктов фосфор усваивается хуже, чем из животных (соответственно 40 и 70%). Органические соединения фосфора являются центральным звеном энергетического обмена. Кроме того, все превращения углеводов в ходе гликолиза осуществляются в фосфорилированной форме. Содержание фосфора, в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в мясе — 180, рыбе — 250, молоке — 90, хлебных изделиях — 200, картофеле — 60, овощах — 40, фруктах и ягодах — 20.
• Магний — относится к наиболее распространенным щелочноземельным металлам. Его соединения широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Физиологическая функция магния обусловлена его участием в качестве кофермента в ряде важнейших ферментативных процессов. Содержание магния в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в рыбе — 30, мясе — 25,  молоке — 13, хлебных изделиях — 80, картофеле — 23, овощах — 20, фруктах и ягодах — 15.
• Натрий — содержится в продовольственных товарах в незначительном количестве, поэтому основным источником его в организме человека является поваренная соль. Натрий играет важную роль в процессах внутриклеточного и межклеточного обмена. Осмотическое давление плазмы крови зависит в основном от содержания в ней . хлористого натрия. Он играет важную роль в регуляции водного обмена организма. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей и тем самым способствуют задержанию в организме связанной воды. Содержание натрия в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в рыбе — 80, мясе — 70, молоке — 50, хлебных изделиях — 15, картофеле — 30, овощах — 20, фруктах и ягодах — 25.
• Калий — в значительных количествах присутствует в продуктах растительного происхождения. Калия много в сухих фруктах (курага, урюк, изюм, чернослив), горохе, фасоли, картофеле, мясе, молоке и рыбе. Он регулирует водный обмен в организме человека, усиливая выделение жидкости; улучшает работу сердца. В организме человека калий участвует в ферментативных реакциях, образовании буферных систем, предотвращающих сдвиги реакции среды (РН). Уменьшая водоудерживающую способность белков, снижая их гидрофильность, калий способствует выведению из организма не только воды, но и натрия. Содержание калия, в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в рыбе — 300; мясе — 350; молоке — 150; хлебных изделиях — 200; картофеле — 570; овощах — 200; фруктах и ягодах — 250.
• Хлор — участвует в регуляции осмотического давления в тканях и в образовании соляной кислоты в желудке. Основной источник поступления хлора в организм — поваренная соль, добавляемая в пищу. Содержание хлора, в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в мясе — 60, молоке — 110, рыбе — 160, хлебных изделиях — 25, картофеле — 60, овощах — 40, фруктах и ягодах — 2.
• Железо — в организме человека и животных входит в состав важнейших органических соединений — гемоглобина крови, миоглобина, некоторых ферментов — каталазы, пероксидазы, цитохромокоидазы и др. В состав гемоглобина крови входит ²Д железа организма. Значительное количество железа находится в селезенке и печени. Содержание железа, в продовольственных товарах следующее (в мг/100 г): в хлебе ржаном — 3,0; пшеничном — 1,6; фасоли — 7,9; картофеле — 0,9; моркови — 0,6; капусте — 1,3; яблоках — 2,0; печени — 8,4; твороге — 7,7; говядине — 3,0; яйце — 3,0; молоке коровьем — 0,2; рыбе — 5,0.
• Сера — входит в состав почти всех белков тела человека, и особенно много ее в аминокислотах — цистеинё, метионине. Она участвует в образовании витамина В[ (тиамин), инсулина (гормон) и других веществ. Источником серы являются горох, овсяная крупа, сыр, яйца, мясо и рыба.

 

Микроэлементы.

 

• Йод — необходим для нормальной деятельности щитовидной железы, функция которой нарушается при недостаточном поступлении йода. Наибольшее количество йода сконцентрировано в морской воде, морских водорослях, рыбе и нерыбных объектах промысла. Меньше всего йода в продуктах в горных районах, поэтому здесь необходима йодированная соль. Содержание в продовольственных товарах йода следующее (в мкг/100 г): в рыбе — 50, мясе — 10, молоке — 4, картофеле, овощах — 10, хлебобулочных изделиях и фруктах — 5.
• Фтор— принимает участие в формировании зубов и костного скелета. Наибольшее количество фтора сосредоточено в костях — 200-490 мг/кг и зубах — 240-660 мг/кг. Содержание фтора в сырых продуктах растительного происхождения составляет (в мкг/100 г): в молоке — 18, мясе — 40, рыбе — 500. Вода является основным источником поступления фтора в организм человека, причем фтор воды усваивается лучше, чем фтор продовольственных товаров. Содержание фтора в питьевой воде колеблется от 1 до 1,5 мг/л.
• Медь— участвует в процессах кроветворения, стимулирует окислительные процессы и тесно связана с обменом железа. Она входит в состав ферментов (лактазы, аскорбиноксидазы, цитохромоксидазы) в качестве металлокомпонента. В наибольшем количестве медь содержится в говяжьей печени и бобовых культурах. Повышенное содержание меди может вызывать отравление. Поэтому количество ее в продовольственных товарах регламентируется соответствующими положениями Минздрава РФ. На 1 кг продукта допускается от 5 до 30 мг меди.
• Цинк— входит в состав ферментов, и особенно важна его роль в молекуле фермента карбоангидраза, участвующей в связывании и выведении из животного организма углекислоты. Цинк необходим для нормальной функции гормонов гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы. Он влияет на жировой обмен, усиливая расщепление жиров и предупреждая ожирение печени. Содержание цинка (в мкг/100 г): в рыбе — 1000, мясе 2500, молоке — 400, хлебных изделиях — 1500, картофеле — 360, овощах — 400, фруктах — 150. Повышенное содержание цинка в продовольственных товарах может служить причиной отравлений. Суточная потребность взрослого человека в цинке составляет 10—15 мг.
• Свинец— ядовит для человека, способен аккумулироваться в организме, главным образом в печени, и вызывать тяжелые хронические отравления. При ежедневном употреблении с пищей 2—4 мг свинца через несколько месяцев могут обнаружиться признаки свинцового отравления. Чаще всего свинцовые отравления возникают при хранении продуктов в кустарной глиняной посуде, плохо покрытой глазурью. Содержание свинца в продовольственных товарах не допускается.
• Олово— в продовольственных товарах находится в небольших количествах. Оно не является ядовитым металлом, как свинец, цинк и медь, поэтому допускается в ограниченных количествах в аппаратуре пищевых предприятий, а также для лужения во избежание коррозии поверхности стали, из которой изготовляют консервные банки. Однако нередко при длительном хранении консервов в жестяных банках происходит взаимодействие массы продукта с оловянным покрытием жести, вследствие чего образуются оловянные соли органических кислот. Наиболее активно протекает этот процесс в жестяных банках, где находятся продукты с повышенной кислотностью — плоды, рыба и овощи в томатном соусе. Для большей защиты жестяной консервной банки от коррозии на поверхность олова дополнительно наносят специальные кислотоустойчивые лаки или эмаль. Содержание олова в консервах допускается не более 200 мг/кг.
• Марганец—широко распространен в продуктах животного и растительного происхождения. Он принимает участие в образовании многих ферментов, формировании костей, процессах кроветворения и стимулирует рост. В растениях марганец усиливает процесс фотосинтеза и образования аскорбиновой кислоты. Растительные продукты богаче марганцем, чем животные. Основной источник марганца в питании человека — злаковые, бобовые и орехи. Особенно богаты марганцем чай и кофе.
• Радиоактивные изотопы— присутствуют в организме человека, они непрерывно поступают и выводятся из организма. Во всех продовольственных товарах содержатся радиоактивные изотопы калия (К⁴⁰), углерода (С¹⁴), водорода (Н³), а также радия и продукты его распада. Наиболее высока концентрация К⁴⁰. Изотопы участвуют в обмене веществ наряду с нерадиоактивными элементами. Живые организмы очень чувствительны к повышению их концентрации. Небольшие концентрации изотопов способствуют росту живых организмов, а большие вызывают появление активных радикалов, вследствие чего нарушается жизнедеятельность отдельных органов и тканей, а также организма в целом. При атомных взрывах на поверхность Земли выпадают радиоактивные изотопы, которые загрязняют атмосферу, воду, почву и растения. Через пищу, атмосферу и воду они попадают в организм человека. В результате обработка продовольственных товаров радиоактивными изотопами увеличивается срок их хранения, задерживается прорастание картофеля. Однако содержание их в продовольственных товарах должно контролироваться постоянно во избежание превышения нормы.

 

  Ультрамикроэлементы.

 

Концентрация  их не превышает 0,000001%. Физиологическая  роль большинства этих элементов  в организмах растений, животных и  в клетках бактерий пока не установлена. К ним относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы.

 

Функции минеральных веществ в составе  продовольственных товаров. Их влияние на организм человека.

 

Минеральные элементы - это неорганические составные части пищи, являющиеся незаменимыми пищевыми веществами. Принято считать незаменимыми 21 минеральный элемент, но число их постоянно растет. Предполагается, что число незаменимых минеральных элементов может достигнуть 30.

Все минеральные  элементы принято делить на макро- и микроэлементы по простому принципу в зависимости от количеств, в которых они встречаются в организме и в пище, и количеств, которые необходимы человеку. Всего на минеральные вещества в организме взрослого человека приходится около 3,5 кг.

Все физиологические  и биохимические реакции в  организме протекают при определенном узком значении PН среды, т.е. при определенном соотношении (балансе) кислот и щелочей в организме. Минеральные вещества хлор, сера и фосфор образуют кислотный потенциал тканей, а кальций, калий, натрий и магний входят в состав щелочей. Соотношение этих элементов создает определенное кислотно-щелочное равновесие в крови и внутри клеток.

Кислотообразующие элементы превалируют в пище, богатой белками, - мясе, рыбе, птице, яйцах и продуктах из зерна. Щелочные элементы кальций, калий, натрий, магний преобладают во фруктах, овощах и орехах. Несмотря на кислый вкус некоторых фруктов (например, цитрусовых - лимоны, грейпфруты), в них преобладают щелочные минеральные элементы.

Несмотря на очень малые количества микроэлементов, их значение для процессов жизнедеятельности и сохранения здоровья велико. Недостаток или избыток их приводит к тяжелым расстройствам здоровья. Например, последствия недостаточности йода, которого нужно всего 100 мкг в день, могут быть более опасны, чем недостаточность, например, кальция, который составляет 2% от веса тела человека.

Функции минеральных  веществ

Минеральные вещества выполняют  разнообразные биологические функции, участвуют во множестве физиологических и биохимических реакций. При этом каждому минеральному элементу присущи специфические функции

Элементы	Функции	Проявление  недостаточности	Вредное действие избытка	Важные  пищевые источники
Кальций	Образование костей и  зубов, проведение нервного импульса, мышечное сокращение, свертывание крови	Рахит и остеомаляция (при сочетании с недостатком витамина В)	Не вреден	Молоко, кефир, йогурт, сыр, творог, хлеб, овощная зелень (укроп, петрушка и др.)
Фосфор	Образование костей, синтез биологически активных веществ	Нет	Судороги у новорожденных	Мясо, рыба, зернобобоыве.
Магний	Развитие скелета, нервная  система, мышцы	Слабость, нарушение функции сердца	При поступлении с  пищей отсутствует	Хлеб, рыба, мясо, картофель, фрукты, ягоды
Натрий и хлор	Участвуют в водно-солевом  обмене и регуляции кислотно-щелочного состояния; находятся во внеклеточной жидкости; необходимы для функции нервной системы и мышечного сокращения	Наблюдается редко: судороги, падение артериального давления	Повышение артериального давления у взрослых	Во всякой приготовленной с добавлением поваренной соли пище, в хлебе
Калий	Регулирует водно-солевой  обмен и кислотно-щелочное равновесие; находится внутри клеток	Мышечная слабость, нарушение ритма сердца	При поступлении с пищей отсутствует	Овощи, фрукты, молоко, мясо
Железо	Образование гемоглобина, переносчик кислорода	Анемия, утомляемость, бледность	Может привести к смерти	Мясо, рыба, птица, хлеб, овощи
Цинк	Входит в состав около 100 ферментов	Замедление роста детей  и подростков, изменения кожи	Тошнота, рвота, изменения крови	Мясо, молоко, хлеб, крупы
Медь	Входит в состав ферментов	Изменения крови, поражения  скелета и сердца	Токсична	Мясо, хлеб, крупы, овощи
Селен	Входит в состав около 100 ферментов	Поражение сердца (болезнь Кешана)	Токсичн	Злаковые продукты, рыба, мясо

 

Молоко содержит щелочеобразующий кальций и кислотообразующий  фосфор и поэтому не влияет на кислотно-щелочное равновесие.

В смешанном  рационе человека имеется легкий перевес кислотообразующих элементов, но организм обладает механизмами, которые поддерживают равновесие. Избыток кислотных эквивалентов выводится в виде СО₂ через легкие или в виде слегка кислой мочи через почки. Кроме того, в крови присутствуют буферные системы, такие как карбонаты, фосфаты и белки, предотвращающие изменения рН крови. Угольная кислота нейтрализует щелочи и препятствует развитию алкалоза, т.е. защелачивания крови. Таким образом, маловероятно возникновение нарушений кислотно-щелочное равновесия, обусловленных пищей.

Минеральные элементы входят в состав ферментов, катализирующих множество биохимических реакций, в том числе реакций метаболизма пищевых веществ. Известно, например, что цинк катализирует около 100 реакций.

Всасывание  и переваривание пищи в кишечнике протекают с участием микроэлементов. Окисление углеводов, жиров и белков и получение из макронутриентов энергии также происходит в реакциях, которые катализируются минеральными элементами.

Многие реакции, в которых происходит биосинтез  биологически активных соединений, также зависят от макро- или микроэлементов. При этом сами элементы могут как входить, так и не входить в состав этих соединений. Например, в биосинтезе гемоглобина участвуют многие элементы, но в состав гемоглобина входит только железо.

Минеральные вещества входят в состав гормонов, ферментов и других биологически активные веществ как обязательные компоненты, без которых образование и функция этих веществ невозможны. Гормон щитовидной железы тироксин образуется при достаточном поступлении в организм йода.

Ферменты, содержащие в качестве активной группы минеральные элементы, металлы, называются металлоферментами. При отсутствии минералов эти ферменты или теряют активность, или вовсе не образуются.

 

Их влияние  на организм человека.

Углеводы — это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Они играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Углеводы служат основным источником энергии и являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. в углеводных молекулах в большем количестве, чем в молекулах других питательных веществ. Они входят в состав клеточных стенок, основного вещества соединительной ткани. Кроме того, в составе сложных биополимеров углеводы могут являться носителями биологической информации: принадлежность крови человека к той или иной группе, например, диктуется исключительно структурой и последовательностью углеводов.