Вода и минеральные вещества

Вода. Содержание воды в организме человека составляет в среднем 65%, она входит в состав всех органов и тканей: головной мозг на 85% состоит из воды, кровь – на 80%, мышцы – на 76%, в костях и зубах содержание воды составляет около 20%.

Все жизненные процессы в организме протекают при участии воды. В ней растворяются и переносятся питательные вещества и продукты обмена, протекают биохимические реакции, вода служит смазочным материалом в суставах и местах соприкосновения органов, благодаря воде поддерживается постоянная температура тела, она равномерно распределяет тепло, предохраняет организм от переохлаждения и перегрева, вода участвует в реакциях гидролиза сложных органических веществ и т.д.

Потеря 6–8% воды приводит к полуобморочному состоянию, при потере 20% воды сердце не может протолкнуть сгустившуюся кровь по сосудам и человек погибает.

Таблица 2. Функции и источники основных витаминов

Название, суточная потребность	Функции в организме	Признаки недостаточности	Основные источники
А (ретинол) 0,8–1,0 мг	Необходим для нормального роста и формирования эпителиальной ткани. Участвует в формировании костной ткани, обмене белков и липидов, регуляции проницаемости мембран. Альдегидная форма витамина необходима для образования зрительного пигмента.	Торможение роста, сухость кожи, роговицы и дегенерация слизистых оболочек. Образование угрей, ломкость ногтей, тусклость и выпадение волос. Нарушенная адаптация к темноте.	Печень рыб, животных, молоко и молочные продукты, растительные продукты, содержащие каротиноиды: морковь, тыква, облепиха, томаты, красный перец, абрикосы, укроп, шпинат, щавель, зелень петрушки и др.
D (кальци- ферол) 0,005–0,01 мг	Регулирует всасывание кальция в пищеварительном тракте и связанные с ним обменные процессы. Необходим для образования костей и зубов, способствует всасыванию фосфора.	У детей рахит – нарушение кальцификации растущих костей, у взрослых остеомаляция, выраженная в костных болях и спонтанных переломах.	Печень и жир рыб, печень животных, яичный желток, молоко, образуется в коже из предшественников (эргостеро-ла, холестерола) при воздействии ультрафиолетового излучения.
Е (токоферол) 10–15 мг	Необходим для нормального процесса размножения, оказывает антиоксидантное действие, участвует в регуляции синтеза ферментов.	Нарушения полового цикла, заболевания органов размножения, мышечная дистрофия, паралич конечностей.	Растительные масла, зародыши пшеницы, ржаная мука, печень, зеленые овощи.
К (филло-хинон) 0,08–0,1 мг	Участвует в конечной стадии синтеза протромбина, является незаменимым фактором свертывания крови (антигеморрагическим фактором).	Замедление свертываемости крови, кровотечения, кровоизлияния под кожей.	Капуста, картофель, шпинат, крапива, печень животных, синтезируется микробиотой кишечника.
Q (убихинон)	Оказывает антиоксидантное действие.	Анемия, нарушения в костном мозге.	Сердце, печень
F (незаменимые жирные кислоты)	Участвует в регуляции липидного обмена, способствует выведению холестерина.	Не описаны.	Растительные и животные жиры.
В1 (тиамин) 1,5–2,0 мг	Участвует в углеводном, белковом и жировом обмене, нормализует работу сердца, желудка, деятельность нервной системы.	Болезнь бери-бери – поражение нервной системы, сердечная недостаточность, отеки, повышенная раз-дражительность, бессонница, нару-шения функционирования пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.	Зародыши и оболочки пшеницы и риса, мука низких сортов, отруби, дрожжи пивные, печень, почки.
В2 (рибофлавин) 1,5–3,0 мг	Регулирует окислительно-восстанови-тельные процессы, участвует в углеводном, белковом и жировом обмене, обеспечивает цветовое и световое зрение.	Сухость губ, трещины, конъюнктивит, слабость, задержка роста, заболевания кожи (себорея, псориаз), нарушение деятельности нервной системы.	Пшеница, рожь, яйца, дрожжи пивные, молоко и молочные продукты, печень, почки, овощи.
В3 (пантотеновая кислота) 5–10 мг	Участвует в жировом и азотистом обмене, нормализует функции надпочечников и щитовидной железы.	Нарушение нервно-мышечной координации, утомляемость, мышеч-ные судороги, поражение кожных покровов, выпадение волос, онемение пальцев ног.	Печень, почки, сердце, пивные дрожжи, яичный желток, молоко, зеленый горошек.
РР (В5) (ниацин) 19–20 мг	Нормализует секреторную функцию желудка, работу печени, улучшает секрецию и состав сока поджелудочной железы, регулирует ритм сокращения сердечной мышцы.	Вялость, быстрая утомляемость, бессонница, сердцебиение, восприимчивость к инфекционным заболеваниям, при значительном дефиците – пеллагра (изъязвление слизистых оболочек, шелушение и пигментация кожи, нарушения функций нервной, сердечно-сосу-дистой систем, психики).	Пшеница, мука грубого помола, печень, почки, пивные дрожжи, мясо, бобовые, гречиха.
В6 (пиридоксин) 1,5–3,0 мг	Участвует в обмене аминокислот и жирных кислот, играет важную роль в азотистом обмене. Необходим для нормальной деятельности нервной системы, органов кроветворения, печени.	Депрессия, раздражительность, судороги, развитие атеросклероза, дерматиты.	Мясо, печень, рыба, хлеб, крупы, бобовые, овощи, зеленые части растений, дрожжи, синтезируется микробиотой кишечника.
В9 (фолиевая кислота) 0,2–0,3 мг	Участвует в обмене и синтезе нуклеиновых кислот и аминокислот, процессах кроветворения, способствует усвоению витамина В12, снижает уровень холестерина в крови.	Анемия, заболевания печени, органов пищеварения, ослабление иммунной системы.	Печень, белая рыба, зеленые овощи, пивные дрожжи, синтезируется микробиотой кишечника.
В12 (кобаламин) 2–3 мкг	Участвует в углеводном, белковом и липидном обмене, процессах кроветворения, деятельности нервной системы	Пернициозная анемия, нарушения обмена основных веществ, деятельности нервной системы, снижение аппетита, слабость, головокружение.	Печень, почки, сердце, мясо, рыба, молоко, яйца, синтезируется микробиотой кишечника.
Н (биотин) 0,15–0,3 мг	Участвует в биосинтезе жирных, нуклеиновых кислот, аминокислот, регулирует функции нервной системы.	Анемия, дерматиты, нарушение функций нервной системы, депигментация кожи, себорея.	Печень, почки, дрожжи, бобовые, орехи, яйца, молоко, синтезируется микробиотой кишечника.
С (аскорбиновая кислота) 70–100 мг	Играет важную роль в обменных процессах, благоприятно действует на функции нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, способствует кроветворению, усвоению железа, снижает уровень холестерина в крови, благоприятно действует на иммунную систему, повышает прочность и эластичность стенок капиллярных сосудов.	Снижение умственной и физической работоспособности, ломкость капилляров, цинга – кровоточивость и распухание десен, выпадение зубов, анемия, нарушение желудочной секреции, провоцирование фурункулеза, туберкулеза, онкологических заболеваний.	Шиповник, черная смородина, сладкий перец, печень, облепиха, цитрусовые плоды, зеленые овощи, томаты, капуста, молодой картофель.
Р (рутин) 35–50 мг	Укрепляет стенки капилляров, регулирует их проницаемость, способствует нормализации кровяного давления, повышает активность витамина С.	Снижение умственной и физической работоспособности, ломкость капилляров.	Черная смородина, рябина, сладкий перец, цитрусовые плоды.

Человеку в среднем требуется около 2 дм³ воды в сутки, включая воду, которая поступает с пищей, питьем, и которая образуется при окислении жиров, углеводов и белков.

К воде, которая используется на пищевые нужды и для получения пищевых продуктов, предъявляется ряд требований. Она должна быть безвредной по химическому составу, безопасной в эпидемическом отношении, должна обладать благоприятными органолептическими свойствами: быть бесцветной, прозрачной, без запаха и привкуса. Гигиенические требования к качеству питьевой воды в республике устанавливают Санитарные правила и нормы СанПиН 10-124 БР 99 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Для ряда технологических операций важное значение имеет жесткость воды – свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция и магния. Единицей жесткости является моль/дм³. Величине жесткости воды 1 моль/дм³ соответствует массовая концентрация эквивалентов ионов кальция 20,04 мг/дм³ и ионов магния 12,15 мг/дм³. Величина общей жесткости воды не должна превышать 7 моль/дм³.

В некоторых пищевых технологиях предъявляются особые требования к жесткости воды. Общая жесткость воды для пивоваренного производства не должна превышать 4–5 моль/дм³, а для производства светлых сортов пива – 3 моль/дм³. В ликеро-водочном производстве общая жесткость воды не должна быть более 1 моль/дм³. В этих производствах применяют различные способы умягчения воды: добавляют реагенты, переводящие соли жесткости в нерастворимое состояние, с последующим отделением осадка фильтрованием, применяют ионообменные фильтры и др.

Макроэлементы. К макроэлементам относят те элементы, содержание которых в организме измеряется целыми процентами или десятыми долями процента. Это кальций, фосфор, натрий, калий, сера, магний, хлор.

Кальций. Содержание кальция в организме составляет около 1 кг, он входит в состав костей, зубов и других тканей. Кальций играет важную роль в механизме мышечных сокращений, благодаря его присоединению к мышечному белку актину происходит взаимодействие последнего с миозином с образованием актомиозина. Он катализирует расщепление АТФ, и высвобождается энергия для мышечного сокращения. Работа сердечной мышцы, как и всех других мышц, зависит от нормального поступления ионов кальция. Кальций наряду с калием обеспечивают нормальную свертываемость крови, регулируют проницаемость клеточных мембран, снижают аллергические реакции в организме, повышают сопротивляемость организма неблагоприятным факторам.

Определенный уровень кальция в организме поддерживается гормонами, которые вырабатывают щитовидная и околощитовидная железы. В регулировании обмена кальция в организме особая роль принадлежит витамину D, при недостатке которого замедляется поступление кальция в костную ткань и возникает рахит. При нарушениях кальциевого обмена у людей пожилого возраста соли кальция оседают на стенках кровеносных сосудов, которые становятся хрупкими и ломкими. При недостатке кальция происходит деминерализация костей, что приводит к их хрупкости (остеопороз).

В большинстве пищевых продуктов кальций находится в виде нерастворимых солей, и он относится к трудноусвояемым элементам. Особенно затрудняется усвояемость кальция, если в рационе высокое содержание жира, поскольку желчь и желчные кислоты участвуют в усвоении жиров и их уже недостаточно для переведения кальция в растворимое состояние. Кроме того, на усвояемость кальция влияет содержание в пище солей фосфора и магния (оптимальными соотношениями кальция и фосфора считаются 1: 1,5, а кальция и магния – 1: 0,7). Источниками кальция являются молоко и молочные продукты, особенно сыры и творог, зеленый лук, петрушка, фасоль, питьевая вода и др.

Фосфор входит в состав костей и зубов, нервных и мозговых тканей, необходим для образования АТФ, нуклеиновых кислот, некоторых ферментов, участвует в обмене углеводов, белков и жиров. При длительном дефиците фосфора в пищевом рационе нарушается структура костей, снижается умственная и физическая работоспособность, нарушается аппетит.

Фосфор усваивается организмом сравнительно легко, легче из продуктов животного происхождения, таких как печень, мясо, рыба, яичный желток и др., чем из растительных продуктов (овсяная и перловая крупы, бобовые и др.).

Натрий в организме содержится во внеклеточной жидкости. Он необходим для поддержания осмотического давления в клетках, передачи нервных импульсов и регулирования кислотно-щелочного равновесия. Натрий повышает активность пищеварительных ферментов и способствует удержанию влаги в организме.

Потребность в натрии в основном удовлетворяется за счет поваренной соли. Избыточное потребление соли приводит к повышению кровяного давления, отечности, увеличению веса, возрастанию нагрузки на почки и сердечно-сосудистую систему.

Калий в отличие от натрия практически весь сосредоточен внутри клеток. Наряду с натрием калий участвует в поддержании осмотического давления в клетках, передаче нервных импульсов и регулировании кислотно-щелочного равновесия. Кроме того, калий необходим для нормальной работы сердечной мышцы и некоторых ферментов. Калий способствует выведению из организма воды.

Источниками калия являются продукты растительного происхождения: картофель, капуста, курага, чернослив, изюм и др.

Магний играет важную роль в минеральном обмене, он необходим для построения скелета, является активатором ряда ферментов. Магний снимает спазмы кровеносных сосудов, оказывает сосудорасширяющее действие, снижает содержание холестерина в крови, способствует выведению из организма вредных соединений, угнетает рост некоторых злокачественных опухолей.

Магний поступает в организм с продуктами растительного происхождения (помидоры, картофель, персики, абрикосы, цветная капуста и др.) и хорошо усваивается.

Хлор принимает участие в регулировании водно-солевого баланса организма и осмотического давления в клетках, он необходим для образования хлористоводородной кислоты желудочного сока.

Хлор поступает в организм в основном с хлоридом натрия.

Микроэлементы. Количество таких элементов в организме измеряется миллиграмм-процентами. К ним относятся железо, медь, цинк, йод, фтор и др.

Железо большей частью входит в состав гемоглобина, который переносит тканям кислород. Кроме того, железо содержится в печени и некоторых других органах, оно входит в состав ферментов, клеточных ядер и цитоплазмы. Железо участвует в окислительно-восстановительных реакциях в организме.

Недостаток железа приводит к железодефицитной анемии, причем даже при достаточном содержании железа в продуктах питания на его усвояемость влияет ряд факторов. Так, усвояемость железа возрастает в присутствии углеводов (глюкозы, фруктозы, сахарозы), которые образуют с железом растворимые комплексы, органических кислот (лимонной, яблочной, винной), витаминов Е, D, В₁, В₂ и С. Снижают усвояемость железа полифенолы, некоторые минеральные вещества (цинк, фосфор).

Железо содержится в продуктах животного (печень, мясо, рыба, яйца) и растительного происхождения – ягоды, овощи, зеленые части растений, хлебопродукты. Их животной пищи железо усваивается примерно на треть, а из растительной – значительно хуже.

Медь принимает участие в процессах кроветворения, в углеводном обмене. В небольших количествах медь входит в состав всех тканей организма, повышенное ее содержание в печени и головном мозге. Медь входит в состав некоторых ферментов, например тирозиназы (полифенолоксидазы). При недостаточной активности этого фермента связан альбинизм – врожденное отсутствие окраски кожи, волос, чрезмерная активность тирозиназы может привести к возникновению рака кожи.

При избыточном поступлении в организм меди наблюдаются острые отравления с нарушениями функций центральной нервной системы. В организме имеются защитные системы, ограничивающие всасывание меди.

Медь присутствует в продуктах как растительного, так и животного происхождения.

Цинк входит в состав гормона инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой, в состав большого количества ферментов, необходим для нормальной функции эндокринных желез, синтеза белков, процесса оплодотворения клеток.

Дефицит цинка может вызвать замедление роста и полового созревания, нарушение процессов пищеварения. Вместе с тем, повышенное количество цинка в тканях и органах может быть причиной возникновения злокачественных новообразований.

Как и медь, цинк в небольших количествах присутствует в продуктах растительного и животного происхождения.

Иод находится в мышечной ткани организма, коже, костной ткани, щитовидной железе, входит в состав гормона, вырабатываемого этой железой. При недостатке иода развивается зоб – тяжелое заболевание, приводящее к расстройству всех функций организма.

Природными источниками иода являются рыба, морепродукты, мясо, яйца, молоко, овощи, фрукты. Надежным способом предотвращения иододефицита является регулярное потребление иодированной соли.

Фтор выполняет пластические функции в процессах роста костной ткани и зубной эмали, некоторое количество фтора находится в щитовидной железе.

При недостатке поступающего в организм фтора развивается кариес зубов. Основной источник фтора – питьевая вода.

Кобальт входит в состав витамина В₁₂, недостаток которого вызывает малокровие, заболевания нервной системы, печени.

Ультрамикроэлементы. Такие элементы, как марганец, хром, никель, молибден, селен, серебро, золото, ванадий и др. содержатся в организме в очень малых, следовых количествах, поэтому роль их изучена недостаточно. Установлено, что марганец, хром, никель, молибден входят в состав некоторых ферментов и играют важную роль в жизнедеятельности человека.

В последнее время уделяется повышенное внимание содержанию в пищевых продуктах селена. Дефицит селена вызывает замедление роста, сосудистую патологию, дегенеративные изменения поджелудочной железы и репродуктивных органов. Селен является важнейшим антиоксидантом, он входит в состав фермента глутатионпероксидазы, который препятствует перекисному окислению липидов в клеточных мембранах и подавляет свободные радикалы.