ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ 1
Τα χημικά συστατικά των τροφίμων που μας κρατάνε ζωντανούς και υγιείς και μας εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια για τις εργασίες μας ονομάζονται: Θρεπτικά Συστατικά Οργανικά Υδατάνθρακες Λίπη Πρωτεΐνες Παρέχουν ενέργεια Ανόργανα Νερό Ανόργανα συστατικά Οξυγόνο Παρέχουν υλικά για την ανάπτυξη και την επιδιόρθωση των ιστών Βιταμίνες Ελέγχουν τις λειτουργίες του σώματος 2
ΘΕΜΑ: ΑΝΟΡΓΑΝΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ 3
Τα τρόφιμα περιέχουν κυρίως Άνθρακα (C), Υδρογόνο (H), Οξυγόνο (O), Άζωτο (N), και Ανόργανα Στοιχεία (16 απαραίτητα για τη ζωή) Χημικό Στοιχείο (Σύμβολο) Περιεκτικότητα στο ανθρώπινο σώμα (%) Οξυγόνο (O) 64,6 Άνθρακας (C) 18,0 Υδρογόνο (H) 10,0 Άζωτο (N) 3,1 Ασβέστιο (Ca) 1,9 Φωσφόρος (P) 1,1 Χλώριο (Cl) 0,40 Κάλιο (K) 0,36 Θείο (S) 0,25 Νάτριο (Na) 0,11 4
Ανόργανα Συστατικά Τα ανόργανα συστατικά παραμένουν ως τέφρα μετά την καύση των ζωικών και φυτικών ιστών στα τρόφιμα. Διαιρούνται σε: Κύρια στοιχεία ή μακροστοιχεία (απαραίτητα σε C > 50 mg/d) (Ca, P, Na, Cl, K, Fe, Mg, Zn) Ιχνοστοιχεία (trace elements) (απαραίτητα σε C < 50 mg/d) (Co, Cu, Cr, F, I, Mn, Mo, Se, Ni) Υπεριχνοστοιχεία (ultra trace) (Αl, As, Ba, Bi, B, Br, Cd, Cs, Ge, Hg, Li, Pb, Rb, Sb, Si, Sm, Sn, Sr, Tl, Ti, W) (ταξινομείται στα ιχνοστοιχεία κάποιο, όταν για αυτό ανιχνευθεί κάποια βιοχημική λειτουργία εντός του σώματος) 5
Ανόργανα Συστατικά Στην ίδια πρώτη ύλη η περιεκτικότητα σε ανόργανα συστατικά ποικίλλει ανάλογα με : 1. Γενετικούς και κλιματολογικούς παράγοντες παράγοντες 2. Γεωργικές διαδικασίες 3. Σύσταση του εδάφους 4. Ωρίμανση συγκομισθέντων τροφίμων 5. Επεξεργασία πρώτων υλών π.χ.: Απώλεια (%) Πρώτη Ύλη Προϊόν Cr Mn Fe Co Cu Zn Se Σπανάκι Κονσερβοποιημένο 87 71 40 Φασόλια Κονσερβοποιημένο 60 Τομάτες Κονσερβοποιημένο 83 Καρότα Κονσερβοποιημένο 70 Παντζάρια Κονσερβοποιημένο 67 Πράσινα φασολάκια Κονσερβοποιημένο 89 Σιτάρι Αλεύρι 89 76 68 68 78 16 Ρύζι Γυαλισμένο Ρύζι 75 26 75 6
Ανόργανα Στοιχεία Τα ανόργανα στοιχεία χρησιμοποιούνται σε πολλές λειτουργίες του σώματος: 1. Είναι τα κύρια δομικά υλικά της «στερεάς κατασκευής» του σώματος (σκελετό, δόντια κ.λπ.). 2. Είναι παρόντα στα υγρά του σώματος και στους μαλακούς ιστούς ως ηλεκτρολύτες. 3. Είναι απαραίτητα σε ειδικές λειτουργίες ως συστατικά πολλών κυττάρων και ενζύμων Η μέση ημερήσια πρόσληψη των στοιχείων διαφέρει από την μέση ημερήσια απαίτηση (μόνο μέρος όσων τρώμε μπορεί να απορροφηθεί). Στις τροπικές χώρες απαιτείται επιπλέον NaCl επειδή αυτό χάνεται στον ιδρώτα. 7
Μακροστοιχεία στους ανθρώπους Στοιχείο (Σύμβολο) Μέση περιεκτικότητα στο σώμα ενήλικα Μέση ημερήσια πρόσληψη ενήλικα Ασβέστιο (Ca) 1000g 1g Φωσφόρος (P) 700g 1.5g Νάτριο (Na) 100g 2-10g Χλώριο (Cl) 100g 3-5g Κάλιο (K) 140g Σίδηρος (Fe) 4g Μαγνήσιο (Mg) 25g Ψευδάργυρος (Zn) 2.5g Λειτουργίες στο σώμα Κύρια τρόφιμα όπου περιέχεται Απαραίτητο στην σύσπαση Τυρί, ψωμί, γάλα, μυών, πήξη αίματος και δημητριακά, και ομαλή λειτουργία των πράσινα λαχανικά. νεύρων. Παρόν σε οστά και δόντια Απαραίτητο για την Τυρί, ψωμί, γάλα αποθήκευση και μεταφορά δημητριακά, κρέας και ενέργειας, πολλαπλασιασμό προίόντα κρέατος. και διαίρεση κυττάρων. Παρόν σε οστά και δόντια. Ουσιώδες για τη ρύθμιση Το NaCl, σε καθαρή της οξεοβασικής μορφή χρησιμοποιείται ισορροπίας στο σώμα και στην επεξεργασία των για σύσπαση μυών, και τροφίμων και το δραστηριότητα των μαγείρεμα. Επίσης, νεύρων. ψωμί, δημητριακά, ρέας και προϊόντα αυτού. Βρίσκεται στα υγρά του Τα ίδια με του σώματος και στα νατρίου. γαστρικά υγρά ως Cl Ως K+ παρόν στα Λαχανικά, κρέας, κύτταρα. Ίδιες γάλα, φρούτα και λειτουργίες με το νάτριο. φρουτοχυμοί. Υπάρχει στην Κρέας, πατάτες 12-15mg αιμογλοβίνη των λαχανικά και ψωμί. κυττάρων του αίματος. Ουσιώδες για τη Κρέας, πατάτες 0.3g δραστηριότητα μερικών λαχανικά και ενζύμων. Παρόν στα οστά δημητριακά. και στο κυτταρόπλασμα. Χρήσιμο στη δραστηριότητα Γάλα, τυρί, κρέας και 9-12mg μερικών ενζύμων, συμμετέχει προϊόντα κρέατος, στην παραγωγή πρωτεϊνών και δημητριακά και ψωμί. 8 στις ενεργειακέςμεταβολές. 2-3g
Κάποια απαραίτητα ιχνοστοιχεία Στοιχείο (Σύμβολο) Μέση ημερήσια πρόσληψη Μέση περιεκτικότητα στο Κύρια τρόφιμα όπου περιέχεται (mg) σώμα ενήλικα (mg) Λειτουργίες στο σώμα Κοβάλτιο (Co) 0.3 1.5 Χαλκός (Cu) 3.5 75 Απαραίτητο για το σχηματισμό των ερυθρών αιμοσφαιρίων Υπάρχει σε πολλά Ψάρια, συκώτι, ένζυμα. Απαιτείται για πράσινα λαχανικά. το σχηματισμό αιμογκλοβίνης. Χρώμιο (Cr) 0.15 1 Περιέχεται σε όλους Συκώτι, μπύρα, δημητριακά, μαγιά. τους ιστούς. Απαραίτητο Κρέας, συκώτι Φθόριο (F) 1.8 2.5 Νερό, τσάι, θαλασσινά. Ιώδιο (I) 0.2 25 Γάλα, ιωδιούχο αλάτι, θαλασσινά. στο μεταβολισμό της γλυκόζης. Απαραίτητο για το σχηματισμό οστών και δοντιών. Περιέχεται στις θυροειδείς ορμόνες. Μαγγάνιο(Mn) 3.5 15 Δημητριακά, τσάι, όσπρια, καρύδια. Αποτελεί συστατικό κάποιων ενζύμων. Μολυβδαίνιο (Mo) Σελήνιο (Se) 0.15 0.2? 25 Νεφρά, λαχανικά, Απαραίτητο για την ενεργοποίηση ενζύμων. δημητριακά. Κρέας, ψάρια, δημητριακά. Συστατικών μερικών ενζύμων. Απαραίτητο για την ενεργοποίηση της βιταμίνης9 Ε
Ασβέστιο 99% βρίσκεται στο σκελετό (οστά, δόντια) 1% βρίσκεται στους μαλακούς ιστούς Στο σώμα εμφανίζεται ως Ca 3 (PO 4 ) 2 ή Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Οι σημαντικότερες λειτουργίες του ασβεστίου είναι: 1. Σχηματισμός οστών-δοντιών 2. Σύσπαση του καρδιακού μυ 3. Ρύθμιση της ενεργοποίηση των νευρικών ινών νευρικών κέντρων 4. Σημαντικό για την ενεργοποίηση των ενζύμων 5. Ρύθμιση της διαπερατότητας των αιμοφόρων αγγείων 10
Ισοζύγιο ασβεστίου = διαφορά μεταξύ εισερχομένου ασβεστίου και εκείνου που εκκρίνεται στα ούρα ιδρώτα πρέπει να είναι θετικό Απορρόφηση ασβεστίου Παράγοντες που επιδρούν στην απορρόφηση του ασβεστίου από τις τροφές είναι: 1. Βιταμίνη D (βοηθάει) 2. Φυτικό οξύ και φωσφορικά άλατα (εμποδίζουν) 3. Πρωτεΐνες (βοηθούν) 4. Λακτόζη (βοηθάει) 11
Έλλειψη ασβεστίου προκαλεί: Σε νεαρά ζώα και παιδιά: 1. Ελάττωση του ρυθμού ανάπτυξης 2. Αρνητικό ισοζύγιο ασβεστίου Σε ενήλικες: 1. Οστεοπόρωση 2. Οστεομαλακία 3. Υπερπλασία των παραθυρεοειδών αδένων 4. Ανάπτυξη ραχίτιδας 5. Ανάπτυξη οστεοπόρωσης 6. Υπερευαισθησία νεύρων και τετανία Πηγές ασβεστίου στη διατροφή: Δημητριακά, ηλιόσποροι, ψάρια, γαλακτοκομικά προϊόντα, «σκληρό» νερό, πράσινα φυλλώδη λαχανικά 12
Φωσφόρος Κυρίως σε οστά-δόντια, (λιγότερο σε κύτταρα και ιστούς) 400-700g του P υπό μορφή ανόργανων αλάτων [Ca 3 (PO 4 ) 2, H 3 PO 4, Na 3 PO 4 ] ή σε συνδυασμό με οργανικές ουσίες Λειτουργίες του φωσφόρου: 1. Σχηματισμός οστών-δοντιών 2. Παρόν στα νουκλεϊνικά οξέα 3. Παρόν στην φωσφορική αδενοσίνη (ATP) 4. Συστατικό των συνενζύμων 5. Σχηματισμός των φωσφολιπιδίων λεκιθίνης και κεφαλίνης 6. Παρόν στο αίμα (διατηρεί το ph=7.4) 13
Απορρόφηση φωσφόρου Απορροφάται υπό μορφήν ανόργανων φωσφορικών αλάτων. Αν βρίσκεται σε συνδυασμό με οργανικές ουσίες θα πρέπει να υδρολυθεί σε φωσφορικά. Η έκκριση του λαμβάνει χώρα στα νεφρά Η κατακράτηση του P εξαρτάται από: 1) Ύπαρξη Ca στη δίαιτα, 2) Μορφή που βρίσκεται και 3) Πρόσληψη βιταμίνης D Πηγές του φωσφόρου Γάλα, αυγά, κρέας, ψάρια, ψωμί, αλεύρι, λαχανικά, δημητριακά, καρύδια ηλιόσπορους και όσπρια. Εγκέφαλος & νευρικό σύστημα: πλούσια σε P 14
Σίδηρος 1% των ανόργανων συστατικών του σώματος 50% του σιδήρου βρίσκεται ερυθρά αιμοσφαίρια ως πρωτεΐνη αιμογλοβίνη Μικρό ποσοστό σε μυογλοβίνη μυών ή ενζύμων (κυτοχρώματα) Αποθήκες σιδήρου στο σώμα: συκώτι, σπλήνας, μυελός οστών ως φεριττίνη (σύμπολοκο με φωσφορικά και πρωτεΐνη) και αιμοσιδηρίνη (Άμορφη αιμοσφαιρινογενής χρωστική, πιθανότατα οξείδιο του σιδήρου, χαλαρά ενωμένο με πρωτεΐνη σε κολλοειδή μορφή) 15
αίμη 16
Λειτουργίες του σιδήρου στην αιμογλοβίνη χρησιμοποιείται για τη μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες στους ιστούς. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια ζουν τέσσερις μήνες αλλά ο σίδηρος χρησιμοποιείται για να σχηματίσει ερυθρά βλαστοκύτταρα στο μυελό των οστών. Απορροφηση σιδήρου Οι ενήλικες χρειάζονται ημερησίως 11,3-14,3 mg, εκ των οποίων απορροφάται το 15% Ο σίδηρος απορροφάται στο λεπτό έντερο ως δισθενής (Fe2+) Ο οργανικός σίδηρος (ειδικά ο σίδηρος της αίμης) απορροφάται ευκολότερα 17
Παράγοντες που επιδρούν στην απορρόφηση Fe: Βιταμίνη C (βοηθά στην αναγωγή Fe3+ προς Fe2+) 1. Ασβέστιο (εμποδίζει) 2. Φωσφορικά και φυτικά ανιόντα (εμποδίζουν) 3. Τσάι (σχηματισμός αλάτων τανίνης) (εμποδίζει) 4. Οξαλικά ανιόντα (εμποδίζουν) Έλλειψη σιδήρου προκαλεί: Αναιμία (κούραση, λαχάνιασμα, ζάλη, ωχρότητα) Θεραπεία: FeSO4 κιτρικό αμμωνιακό άλας σιδήρου Τροφές που περιέχουν σίδηρο: κρέας, ψωμί, δημητριακά, πατάτες, λαχανικά 18