• Определете думата „хранително вещество“ и идентифицирайте шестте класа хранителни вещества, които са от съществено значение за здравето.
  • Избройте трите хранителни хранителни вещества и техния енергиен принос.

Какво има в храната?

Храните, които ядем, съдържат хранителни вещества. Тези хранителни вещества, които съдържат въглерод, се наричат ​​органични, докато тези, които не съдържат въглерод, се наричат ​​неорганични. Хранителните вещества са вещества, необходими на организма за изпълнение на основните му функции. Тъй като човешкото тяло не синтезира хранителни вещества, те трябва да бъдат получени от диетата, което ги прави от съществено значение. Храненето с недостатъчни количества може да причини лошо здраве.

Хранителните вещества се използват за производство на енергия, откриване и реагиране на околната среда, движение, отделяне на отпадъци, дишане (дишане), расте и възпроизвежда. Има шест класа хранителни вещества, необходими на тялото, за да функционира и поддържа цялостното здраве. Това са въглехидрати, липиди, протеини, вода, витамини и минерали. Храните също съдържат хранителни вещества, които могат да бъдат вредни (като холестерол, багрила и консерванти) или полезни (като фитохимикали като антиоксиданти и зоохимикали като омега-3 мастни киселини).

представляват

Фигура 1.3.1: Шестте класа хранителни вещества. Източник: www.chemistry.wustl.edu/

Макронутриенти

Хранителните вещества, които са необходими в големи количества (грамове), се наричат ​​макронутриенти. Има три класа макронутриенти: въглехидрати, липиди и протеини. Те могат да бъдат метаболитно преработени в клетъчна енергия. Енергията от макронутриентите идва от техните химически връзки. Тази химическа енергия се превръща в клетъчна енергия, която след това се използва за извършване на работа, позволявайки на телата ни да изпълняват основните си функции. Единица за измерване на енергията на храната е калорията. На етикетите за хранителни храни количеството, дадено за „калории“, всъщност е еквивалентно на всяка калория, умножена по хиляда. Килокалория (хиляда калории, обозначена с малко „в“) е синоним на „калория“ (с главно „С“) на етикетите за хранителни продукти. Водата също е макронутриент в смисъл, че се нуждаете от голямо количество от нея, но за разлика от другите макронутриенти не дава калории.

Въглехидрати

Въглехидратите са молекули, съставени от въглерод, водород и кислород. Основните хранителни източници на въглехидрати са зърнените храни, млякото, плодовете и зеленчуците, включително нишестени зеленчуци като картофи. Зеленчуците без нишесте също съдържат въглехидрати, но в по-малки количества. Въглехидратите се класифицират най-общо в две форми въз основа на тяхната химическа структура: бързо освобождаващи се въглехидрати, често наричани прости захари, и сложни или бавно освобождаващи въглехидрати, наричани още полизахариди.

Бързо освобождаващите се въглехидрати се състоят от една или две основни единици. Примерите за прости захари включват захароза, вида захар, който бихте имали в купа на масата за закуска, и глюкоза, вида захар, който циркулира в кръвта ви.

Фигура 1.3.2: Макронутриентите: въглехидрати, липиди, протеини и вода

Бавно освобождаващите се или сложни въглехидрати са дълги вериги от прости захари, които могат да бъдат разклонени или неразклонени. Нишестето е пример за бавно освобождаващ се въглехидрат. По време на храносмилането тънките черва разграждат всички бавно освобождаващи се въглехидрати до прости захари, най-вече глюкоза. След това глюкозата се абсорбира и транспортира до всички наши клетки, където се съхранява под формата на гликоген, използва се за производство на енергия или се използва за изграждане на макромолекули. Фибрите също са бавно освобождаващи въглехидрати, но не могат да се разграждат в човешкото тяло и преминават през храносмилателния тракт неразградени, освен ако бактериите, обитаващи червата, не го разграждат.

Един грам въглехидрати дава четири килокалории енергия, за да могат клетките в тялото да извършват работа. Освен че осигуряват енергия и служат като градивни елементи за по-големите макромолекули, въглехидратите са от съществено значение за правилното функциониране на нервната система, сърцето и бъбреците. Както споменахме, глюкозата може да се съхранява в тялото за бъдеща употреба. При хората молекулата за съхранение на въглехидратите се нарича гликоген, а при растенията е известна като нишесте. Гликогенът и нишестето са бавно освобождаващи въглехидрати.

Липиди

Липидите също са семейство от молекули, съставени от въглерод, водород и кислород, но за разлика от въглехидратите, те са неразтворими във вода. Този клас молекули могат да бъдат видими (например растително масло) или невидими (например сметана) в храната, която ядете. Липидите се намират предимно в масло, масла, меса, млечни продукти, ядки и семена, както и в много преработени храни. Трите основни типа липиди са триглицеридите (наричани още триацилглицероли), фосфолипидите и стерините. Основната работа на липидите е да съхраняват енергия. Липидите осигуряват повече енергия на грам от въглехидратите (девет килокалории на грам липиди срещу четири килокалории на грам въглехидрати). В допълнение към съхранението на енергия, липидите служат като клетъчни мембрани, обграждат и защитават органите, подпомагат регулирането на температурата и регулират много други функции в тялото. Основната работа на липидите е да съхраняват енергия. Липидите осигуряват повече енергия на грам от въглехидратите (девет килокалории на грам липиди срещу четири килокалории на грам въглехидрати). В допълнение към съхранението на енергия, липидите служат като клетъчни мембрани, обграждат и защитават органите, подпомагат регулирането на температурата и регулират много други функции в тялото.

Протеини

Протеините са макромолекули, съставени от вериги от субединици, наречени аминокиселини, които са наречените градивни елементи на протеина. Аминокиселините са прости субединици, съставени от въглерод, кислород, водород и азот. Хранителните източници на протеини идват от животни като месо, млечни продукти, морски дарове и разнообразие от различни храни на растителна основа, например соя, боб и ядки. Думата протеин идва от гръцка дума, която означава „от първостепенно значение“, което е подходящо описание на тези макронутриенти; те са известни в разговорния език като „работни коне“ на живота. Протеините осигуряват четири килокалории енергия на грам; осигуряването на енергия обаче не е най-важната функция на протеините. Протеините осигуряват структура на костите, мускулите и кожата и играят роля в провеждането на повечето химични реакции, протичащи в тялото. Учените изчисляват, че в човешкото тяло съществуват повече от сто хиляди различни протеини.

Вода

Има още едно хранително вещество, което трябва да имаме в големи количества: вода. Водата не съдържа въглерод, но се състои от два водорода и един кислород на молекула вода. Повече от 60 процента от общото ви телесно тегло е вода. Без него нищо не би могло да се транспортира в или извън тялото, няма да настъпят химически реакции (действа като разтворител), органи няма да се омекотят, ставите няма да се смазват и телесната температура ще варира значително. Средно възрастен консумира малко над два литра вода на ден от храна и напитки. Според "правилото на тройките", обобщение, подкрепено от експерти по оцеляването, човек може да оцелее три минути без кислород, три дни без вода и три седмици без храна. Тъй като водата е толкова важна за основните процеси в живота, количеството входяща и изходяща вода е изключително важно, тема, която ще разгледаме подробно в Глава 7.

Микроелементи

Микронутриентите са хранителни вещества, необходими на организма в по-малки количества, но все още са от съществено значение за осъществяване на телесните функции. Микронутриентите включват всички основни минерали и витамини. Съществуват тринадесет витамини и шестнадесет основни минерала (вж. Таблица 1.3.1 и таблица 1.3.2 за пълен списък и основните им функции). За разлика от въглехидратите, липидите и протеините, микроелементите не се използват пряко за получаване на енергия, но подпомагат процеса като част от ензимите (т.е. коензимите). Ензимите са протеини, които катализират химичните реакции в организма и участват във всички аспекти на телесните функции, от производството на енергия до смилането на хранителни вещества до изграждането на макромолекули. Микронутриентите играят много роли в тялото.

Витамини

Тринадесетте витамина са органични съединения (на основата на въглерод), категоризирани като водоразтворими или мастноразтворими. Водоразтворимите витамини са витамин С и всички витамини от група В, които включват тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотенова киселина, пироксидин, биотин, фолат и кобаламин. Мастноразтворимите витамини са A, D, E и K. Витамините са необходими, за да изпълняват много функции в тялото (регулаторен и метаболитен капацитет), като създаване на червени кръвни клетки, синтезиране на костна тъкан и играеща роля в нормалното зрение, функция на нервната система и имунната система. Някои функционират в химични реакции, свързани с освобождаването на енергия от въглехидрати, мазнини, протеини и алкохол. Витамини Недей доставят енергия директно и не са структурни; те позволяват да се появят химични реакции.

Таблица 1.03.1: Витамини и техните основни функции Витамини Основни функции
Разтворим във вода
В1 (тиамин) Коензим, помощ за енергиен метаболизъм
B2 (рибофлавин) Коензим, помощ за енергиен метаболизъм
B3 (ниацин) Коензим, помощ за енергиен метаболизъм
B5 (пантотенова киселина) Коензим, помощ за енергиен метаболизъм
B6 (пироксидин) Коензим, помощ за синтез на аминокиселини
Биотин Коензим
Фолат Коензим, от съществено значение за растежа
B12 (кобаламин) Коензим, синтез на червени кръвни клетки
° С Синтез на колаген, антиоксидант
Мастноразтворим
A Визия, репродукция, функция на имунната система
д Поддържане на здравето на костите и зъбите, функционирането на имунната система
Е. Антиоксидант, защита на клетъчната мембрана
К Поддържане на здравето на костите и зъбите, съсирването на кръвта

Недостигът на витамини може да причини тежки здравословни проблеми. Например, недостигът на ниацин причинява заболяване, наречено пелагра, което е често срещано в началото на ХХ век в някои части на Америка. Честите признаци и симптоми на пелагра са известни като „4D-та - диария, дерматит, деменция и смърт“. Докато учените не разбраха, че по-добрата диета облекчава признаците и симптомите на пелагра, много хора с болестта се озовават в лудни убежища в очакване на смърт (Видео 1.3.1). Установено е също така, че други витамини предотвратяват някои разстройства и заболявания като скорбут (витамин С), нощна слепота (витамин А) и рахит (витамин D).

Минерали

Минералите са твърди неорганични вещества, които образуват кристали и се класифицират в зависимост от това колко от тях се нуждаем. Микроелементите като молибден, селен, цинк, желязо и йод се изискват само в няколко милиграма или по-малко, а макроминерали като калций, магнезий, калий, натрий и фосфор се изискват в стотици милиграми. Минералите функционират в структурен, регулаторен и метаболитен капацитет. Изграждането на костите и зъбите са пример за структурна функция; като същевременно поддържат баланса на течностите, изграждат костната тъкан, синтезират хормони, предават нервни импулси, свиват и отпускат мускулите и предпазват от вредните свободни радикали са примери за регулаторни и метаболитни процеси. Минерали Недей доставяйте енергия директно.

Хранителна енергия и качество на храните

Видео 1.03.2: Това видео описва калории. Непрекъснато чуваме за калориите: Колко калории има в тази бисквитка? Колко са изгорени, като направят 100 крикове за скокове, или бягане на дълги разстояния, или трептене? Но какво всъщност е калория? И колко от тях всъщност ни трябват? Ема Брайс обяснява как няколко различни фактора трябва да влязат в определянето на препоръчителната сума за всеки човек.

Едно измерване на качеството на храната е количеството хранителни вещества, които тя съдържа, спрямо количеството енергия (калории), което тя осигурява. Висококачествените храни са с гъста хранителна стойност, което означава, че те съдържат много хранителни вещества спрямо количеството калории, които те осигуряват. Храните, богати на хранителни вещества, са противоположни на храни с „празни калории“, като газирани сладки безалкохолни напитки, които осигуряват много калории и много малко, ако има такива, други хранителни вещества. Качеството на храната се свързва допълнително с вкуса, текстурата, външния вид, микробното съдържание и доколко потребителите го харесват. Количеството хранителни вещества, присъстващи в храните, може да бъде повлияно от условията на отглеждане, зрялостта на растенията при събиране, процесите на готвене и продължителността на времето, в което се съхраняват.

Храна: по-добър източник на хранителни вещества

По-добре е да получавате всичките си микроелементи от храните, които ядете, вместо от добавките. Добавките съдържат само това, което е посочено на етикета, но храните съдържат много повече макронутриенти, микроелементи и други химикали, като антиоксиданти, които са от полза за здравето. Докато витамините, мултивитамините и добавките са индустрия в тази държава на стойност 20 милиарда долара и повече от 50 процента от американците ги купуват и използват ежедневно, няма последователни доказателства, че те са по-добри от храната за насърчаване на здравето и предотвратяване на болести. Д-р Мариан Нойхоузър, сътрудник на Центъра за изследване на рака на Фред Хътчинсън в Сиатъл, казва, че „... липсват научни данни за дългосрочните ползи за здравето от добавките. За наша изненада установихме, че мултивитамините не намаляват риска от най-често срещаните ракови заболявания и не оказват влияние върху сърдечните заболявания. " Удуърд, К. „Мултивитамините всеки ден няма да държат често срещаните ракови заболявания далеч; Най-голямото изследване от този вид предоставя категорични доказателства, че мултивитамините няма да намалят риска от рак или сърдечни заболявания при жените в постменопауза. " Фред Хътчинсън Център за изследване на рака. Център Новини 16 (февруари 2009). http://www.fhcrc.org/about/pubs/center_news/online/2009/02/multivitamin_study.html

Основни продукти за вкъщи

  • Храните съдържат хранителни вещества, които са от съществено значение за функционирането на нашите тела.
  • Четири от хранителните класове, необходими за телесната функция, са необходими в големи количества. Те са въглехидрати, липиди, протеини и вода и се наричат ​​макронутриенти.
  • Два от класовете хранителни вещества са необходими в по-малки количества, но все още са от съществено значение за телесните функции. Те са витамини и минерали.
  • Едно измерване на качеството на храната е количеството основни хранителни вещества, които храната съдържа, спрямо количеството енергия, която има (хранителна плътност).

Начални дискусии

Направете списък с някои от любимите си храни и посетете „Какво има в храните, които ядете?“ инструмент за търсене, предоставен от USDA. Кои са някои от хранителните вещества, намиращи се в любимите ви храни?

  • Проведете дискусия в клас за „развитието на науката“ и нейното значение за човешкото здраве, както е показано във видеото за пелагра (видео 1.3.1).