R

_CnH2nOn

ola węglowodanów w żywieniu
      Węglowodany są to związki organiczne najbardziej rozpowszechnione w przyrodzie. Bardziej prawidłowymi terminami na określenie tych związków są: cukrowce lub sacharydy. Ogólny wzór sumaryczny ma postać:

Jest to pod względem chemicznym związek złożony z takich pierwiastków jak: węgiel, wodór, tlen. Cukrowce są podstawowymi składnikami odżywczymi wszystkich organizmów żywych i organizm zużywa je na pokrycie potrzeb energetycznych. Niewielka ilość wchodzi w skład niektórych komórek i tkanek. Przeciętnie 50 - 70 % energii niezbędnej do utrzymania ciepłoty ciała i wykonywania pracy mięśniowej jest czerpana z cukrów. Węglowodany są łatwo przyswajalne przez organizm. Po spaleniu jednego grama organizm uzyskuje 4 Kcal energii. Dodatkową zaletą jest łatwe usuwanie końcowych produktów przemiany (dwutlenku węgla i wody) z organizmu. W stosunku do innych składników pokarmowych przemiana węglowodanów w ustroju jest najszybsza. Z kolei ich obecność jest niezbędna do spalania tłuszczów i białek, a także regulacji tego procesu. Codzienne pożywienie dorosłego człowieka zawiera przeciętnie 400 - 500 gram cukrów.

Grupa ludności	Norma zalecana w gramach
Dzieci 1 -12 lat	180 - 350
Chłopcy 13-15 lat      Dziewczęta 13 - 15 lat	525 - 460 415 - 380
Chłopcy 16-20 lat      Dziewczęta 16 - 20 lat	600 - 535 390 - 360
Mężczyźni      Zajęcia siedzące      Umiarkowanie czynni      Ciężko pracujący  Kobiety      Zajęcia siedzące      Umiarkowanie czynne      Ciężko pracujące	410 - 350 510 - 435 660 - 550 360 - 300 440 - 395 510 - 435

Tab. 1. Zalecane normy cukrów w gramach dla poszczególnych grup ludności
(według A. Szczygła i Z. Wysokińskiej)

Zdecydowanie największa grupa cukrowców należy do związków przyswajalnych przez organizm. Równie ważna ze względów żywieniowych jest jednak również grupa nieprzyswajalna. Podział węglowodanów ilustruje rysunek 1.

Ogólnie węglowodany można podzielić na proste i złożone. Cukrowce proste o wzorze:

są nazywane monosacharydami. Organizm przyswaja je bez procesów rozkładu. Należą do nich: glukoza, fruktoza, galaktoza i mannoza.
      Glukoza, inaczej cukier gronowy, jest monosacharydem rozpuszczalnym w wodzie. Należy do związków najłatwiej przyswajalnych przez organizm, ponieważ może być przyswajany bez udziału przewodu pokarmowego, np. wstrzykiwany do krwi. Cechuje go słodki smak. Największa ilość glukozy znajduje się w owocach i zielonych częściach roślin. Natomiast w organizmach zwierzęcych glukoza jest głównym materiałem energetycznym i znajduje się we krwi, mięśniach oraz wątrobie. Glukoza jest składnikiem wszystkich węglowodanów złożonych.
      Fruktoza, zwana inaczej cukrem owocowym, jest monosacharydem najlepiej rozpuszczalnym w wodzie i najsłodszym. Występuje wyłącznie w roślinach - owoce, warzywa. Organizmy zwierzęce w zasadzie nie zawierają fruktozy.
      Galaktoza to węglowodan prosty niespotykany w wolnej postaci. Najczęściej jest związany z tłuszczami i białkami. Może też wchodzić w skład niektórych pochodnych polisacharydów, jak np. pektyn. W organizmach zwierzęcych spotyka się ją jako składnik substancji mlekowej i cukru mlekowego (laktozy).
      Mannoza to monosacharyd mniej istotny w żywieniu. Występuje w różnych połączeniach. W stanie wolnym znajduje się w skórce pomarańczy. Wchodzi w skład gum i śluzów roślinnych.

   Cukrowce złożone dzielą się na dwucukry (bisacharydy) i wielocukry (polisacharydy). Bisacharydy posiadają wzór:

Przed przyswojeniem przez organizm cukry złożone muszą ulec hydrolizie na sacharydy. W żywieniu do najistotniejszych zaliczamy sacharozę, maltozę i laktozę. Sacharozę inaczej nazywa się cukrem trzcinowym lub buraczanym. Jest to związek rozpuszczalny w wodzie i słodki w smaku. Podlega hydrolizie, w wyniku której powstaje fruktoza i glukoza. Występuje w burakach cukrowych oraz trzcinie cukrowej. W małych ilościach można ją znaleźć w owocach i niektórych warzywach. Jest szeroko wykorzystywana w postaci środka słodzącego.
      Maltoza to cukier słodowy. W jego skład wchodzą 2 cząsteczki glukozy. Powstaje z rozkładu enzymatycznego skrobi tzw. scukrzania. W przewodzie pokarmowym człowieka również zachodzą podobne procesy. Maltoza w znacznych ilościach występuje w słodzie i ma duże znaczenie jako główny produkt wyjściowy w fermentacji alkoholowej, w przemyśle piwowarskim, gorzelnianym i piekarniczym.
      Ostatni z dwucukrów, laktoza nazywana jest cukrem mlekowym. W wyniku rozkładu z laktozy powstaje galaktoza i fruktoza. Proces ten zachodzi pod wpływem enzymów również w przewodzie pokarmowym. Jest związkiem trudniej rozpuszczającym się w wodzie niż inne cukry i mało słodki. Laktoza występuje w mleku: w krowim 4,5 %, w kobiecym 6-7%. Do cukrów złożonych z cukrów prostych należą również polisacharydy o wzorze

 gdzie: n - liczba cząstek monosacharydów wchodzących w skład polisacharydów  (bywa różna i nie zawsze jest znana).

Polisacharydy dzielą się na roślinne i zwierzęce. Do tych pierwszych należy skrobia i błonnik, natomiast wielocukrem zwierzęcym jest glikogen. Pod względem właściwości polisacharydy różnią się zarówno od mono jak i bisacharydów tym, że nie rozpuszczają się w dozie i nie mają słodkiego smaku. Do najbardziej rozpowszechnionych w świecie roślinnym wielocukrów należy skrobia, ponieważ jest materiałem odżywczym i zapasowym. W żywieniu najistotniejsza jest zdolność hydrolitycznego rozkładu skrobi ponieważ dzięki tej właściwości może ona być wykorzystywana przez organizm człowieka. Hydrolityczny rozkład skrobi można wyrazić schematem:

      gdzie: dekstryny to polisacharyd, produkt niezupełnego rozpadu skrobi lub glikogenu.
      Ma duże zastosowanie w przemyśle spożywczym, chemicznym, farmaceutycznym, włókienniczym i innych.
Rolę skrobi w organizmach zwierzęcych spełnia glikogen. Jest to więc materiał zapasowy. Odkłada się głównie w wątrobie i mięśniach. Ten polisacharyd ma duże znaczenie w przemianach ustrojowych. Glikogen powstaje w ustroju z nadmiaru glukozy uzyskiwanej z pożywienia lub z niektórych kwasów organicznych. Natomiast jeżeli w pożywieniu zaczyna brakować cukrów glikogen ponownie w procesie hydrolitycznym przekształca się w glukozę, uzupełniając braki wynikające z niedożywienia. W żywieniu ludzi glikogen nie ma praktycznego żywienia. Ostatnią grupą cukrowców wymagającą omówienia są cukry nieprzyswajalne przez organizm. Należą do niej głównie błonnik i pektyny. Błonnik nie jest więc składnikiem odżywczym dla człowieka z tego powodu, że w układzie pokarmowym brak odpowiedniego enzymu. Jednak jego działanie mechaniczne jest nie do przecenienia. Błonnik drażni jelita i pobudza ich układy robaczkowe, ułatwiając wydalanie. Do prawidłowej pracy układu pokarmowego człowieka w pożywieniu powinno znaleźć się 6,3 - 7 gramów dziennie. W przypadku spożycia zbyt dużych ilości błonnika może wystąpić podrażnienie jelit, które manifestuje się biegunkami. Błonnik występuje w warzywach, w nasionach strączkowych, zewnętrznych warstwach ziaren zbożowych, razowym pieczywie itp. Natomiast pektyny są związkami występującymi w sokach owoców, jagód, marchwi, buraków. Szczególnie dużo pektyn znajduje się w niedojrzałych owocach, głównie w gniazdach nasiennych. W żywieniu ponadto wykorzystuje się fakt, że w czasie ogrzewania w odpowiednio kwaśnym środowisku pektyny tworzą galarety.

Otrzymywanie monocukrów

Monosacharydy otrzymuje się przez hydrolizę związków bardziej złożonych. Glukoza wytwarzana jest w organizmach roślinnych w procesie fotosyntezy (z udziałem chlorofilu, światła, dwutlenku węgla i wody):

Cukier ten jest substratem do produkcji pozostałych substancji odżywczych.

Występowanie:

· Fruktoza - w miodzie, cukrze

· Glukoza - w owocach, miodzie, cukrze

Zastosowanie glukozy:

· W przemyśle spożywczym

· Do produkcji witaminy C (farmacja)

· Do otrzymywania alkoholu etylowego

Źródła węglowodanów w żywieniu

Najbogatszym źródłem węglowodanów są produkty wyodrębnione z naturalnych artykułów roślinnych, jak: cukier rafinowany, mączka ziemniaczana i ich przetwory (np. sztuczny miód, cukierki, syrop ziemniaczany) oraz miód pszczeli i suszone owoce. Produkty te zawierają od 80 do 100% węglowodanów. Bogate w węglowodany są produkty zbożowe (mąka, kasze, makarony, pieczywo, płatki śniadaniowe), które zawierają od 50 do 80% skrobi, mogą dostarczać znacznych ilości błonnika (tab. 4.1.3). Równie dużo węglowodanów (40-70%) występuje w słodyczach i pieczywie cukierniczym, niektórych przetworach owocowych (dżemy, konfitury, syropy) oraz w suchych nasionach strączkowych. Ziemniaki, warzywa okopowe i korzeniowe oraz owoce i napoje zawierają przeciętnie od 10 do 25% węglowodanów. W mleku i napojach mlecznych zawartość laktozy kształtuje się na poziomie 4-4,5%. W całodziennej diecie przeciętnego Polaka najwięcej węglowodanów pochodzi z produktów zbożowych, zarówno ze względu na dużą zawartość u nich skrobi, jak i z uwagi na wysoki poziom spożycia tej grupy produktów. Ziemniaki, które jeszcze w latach pięćdziesiątych były drugim, co do wielkości źródłem węglowodanów w polskiej diecie, obecnie utraciły tę pozycję na rzecz rafinowanego cukru. Przyczyniło się do tego szybko rosnące spożycie produktów wysoko przetworzonych: głównie słodyczy, słodzonych napojów i pieczywa cukierniczego. Od początku lat siedemdziesiątych udział cukru w puli węglowodanów przekracza 20%, a odsetek pochodzącej z niego energii jest niemal 2-krotnie większy od zalecanego poziomu wynoszącego 10%. Warzywa i owoce oraz ich przetwory stanowią mniej znaczące źródło węglowodanów ogółem, lecz o ich roli w odżywianiu ludzi decyduje, obok witamin i składników mineralnych, obecność włókna roślinnego. Należy pamiętać, że biologiczne działanie włókna pokarmowego zawsze zależy od ilości i rodzaju spożytego produktu oraz od sposobu jego przygotowania do spożycia. Dla osób pragnących wzbogacić swoje pożywienie w błonnik na rynku dostępne są preparaty wysokobłonnikowe (zawierające około 90% włókna) oraz otręby (o ponad 40% zawartości włókna), których stosowanie może nie być jednak tak korzystne, jak spożywanie posiłków bogatych w warzywa i owoce oraz produkty zbożowe z całego ziarna.

Produkty spożywcze	Zawartość w 100 g produktu rynkowego
	energia	węglowodany ogółem (g)	błonnik pokarmowy (g)
	kcal	kJ
Przetwory zbożowe
Chleb mieszany, pszenno-żytni	203	848	43,7	2,7
Chleb pszenny razowy, "Graham"	198	827	40,0	5,0
Makaron dwujajeczny	364	1521	72,0	5,3
Mąka pszenna poznańska, typ 500	347	1450	74,9	2,6
Ryz	349	1458	78,9	2,4
Warzywa
Buraki	34	142	7,1	1,6
Cebula	33	138	6,1	1,5
Kapusta biała	32	134	6,2	2,1
Marchew	25	104	5,4	1,5
Ogórek	11	46	2,1	0,4
Pomidor	28	117	5,0	1,2
Ziemniaki	59	247	13,5	0,8
Owoce
Gruszka	47	196	10,9	1,6
Jabłko	42	175	8,8	1,3
Pomarańcza	37	155	8,1	1,4
Porzeczki czarne	81	338	16,9	7,7
Nasiona roślin strączkowych
Fasola biała, ziarno suche	346	1446	61,6	15,7

Rola i przemiany węglowodanów w organizmie

Węglowodany w organizmie człowieka spełniają wiele funkcji, z których najważniejsza jest rola dostarczyciela łatwo przyswajalnej energii.

Węglowodany przyswajalne stanowią główne źródło energii dla organizmu człowieka, jednak w niewielkim stopniu może być ona pod ich postacią magazynowana (węglowodany stanowią zaledwie około 1% masy ciała). W krajach rozwiniętych węglowodany pożywienia dostarczają 45-60% potrzebnej do życia energii, zaś w krajach rozwijających się 60-85%.

Węglowodany po strawieniu i wchłonięciu mogą być dostępne:

- po rozprowadzeniu do tkanek w formie glukozy utlenianej do CO2 oraz H2O i wykorzystane zgodnie z aktualnymi potrzebami energetycznymi organizmu;

- po przekształceniu w glikogen i przechowaniu w wątrobie i mięśniach (oraz nerkach);

- po przekształceniu do prekursorów 3-węglowych, wykorzystywanych m.in. do syntezy aminokwasów glukogennych (np. alaniny);

- po przekształceniu w tłuszczowce, głównie triacyloglicerole

Ogólna charakterystyka ziarna zbóż

Ziarno zbóż obok nasion z roślin strączkowych to podstawowe pasze treściwe produkowane w gospodarstwie rolnym. Ich wspólnymi cechami są m.in.:

- duża zawartość suchej masy (86-90%), która umożliwia przechowywanie tych produktów (bez konieczności dodatku środków konserwujących) przez dłuższy czas bez jakichkolwiek zmian jakościowych;

- wysoka stosunkowo strawność substancji organicznej oraz zasobność w energię;

- mała zawartość wapnia i sodu, większa natomiast fosforu, chociaż jest to fosfor w ponad 50% występujący w związkach organicznych - mało przyswajalnych dla zwierząt;

- występowanie większości witamin z grupy B (oprócz B12) oraz witaminy E, brak natomiast witaminy A (wyjątek stanowi ziarno kukurydzy zawierające niewielką ilość karotenów) i D;

- duża twardość ziarna powodująca konieczność ich gniecenia lub śrutowania przed podaniem zwierzętom (wyjątek stanowią niektóre ziarna podawane w całości dla koni lub drobiu).

Skład chemiczny i wartość pokarmowa ziarna

Wśród podstawowych składników występujących w ziarnie przeważa frakcja związków bezazotowych wyciągowych - głównie skrobia, której udział w suchej masie dojrzałych ziarn wynosi od ok. 45 (owies) do 70% i więcej (kukurydza). Stanowi ona materiał zapasowy do odżywiania rozwijającego się zarodka tych roślin.

Zawartość włókna surowego w ziarnie zbóż waha się w zależności od gatunku i odmiany od 2 do 15%. Najmniej włókna zawierają gatunki nieoplewione (kukurydza, pszenica, żyto, pszenżyto), najwięcej zaś oplewione (owies, jęczmień). Zboża zawierają stosunkowo niewiele tłuszczu, bo od około 2% w jęczmieniu, życie i pszenicy do około 4-6% w kukurydzy i owsie. Głównym składnikiem tłuszczu są nienasycone kwasy tłuszczowe, zwłaszcza kwas linolowy, na który przypada 25 do 66% wszystkich kwasów oraz kwas linolenowy (do 10%) i oleinowy.

Ziarno zbóż odznacza się mniej niż średnią zawartością białka (8-14%). Zależy ona nie tylko od gatunku i odmiany zboża, lecz również od nawożenia, zwłaszcza azotowego, a także od warunków klimatycznych podczas wegetacji. Najwięcej białka zawiera ziarno pszenżyta i pszenicy, najmniej zaś kukurydzy i żyta. Pod wpływem dużych dawek nawozów azotowych zwiększa się przede wszystkim zawartość związków azotowych niebiałkowych oraz frakcji białek o najmniej korzystnym składzie aminokwasowym (prolamin).

Ziarno w porównaniu z całą rośliną zieloną jest uboższe w składniki mineralne. Zawiera bardzo mało wapnia, zwykle poniżej 0,1%. Zawartość fosforu jest wprawdzie większa, bo wynosi 0,3-0,4%, jednak 40-80% jego ogólnej zawartości występuje w formie związku z fityną i jest niedostępna dla drobiu i świń. Dostępność fosforu fitynowego zwiększa się, gdy w skład dawki pokarmowej wchodzą pasze zawierające enzym fitazę (np. otręby żytnie) bądź dodatki odpowiednich preparatów mikrobiologicznych.

Zawartość witamin jest różna w poszczególnych gatunkach zboż. W większości z nich brakuje witamin D i A. Tylko ziarno niektórych żółtych odmian kukurydzy zawiera pewne ilości prowitaminy A, przede wszystkim ß-karotenu. Z witamin rozpuszczalnych w tłuszczu, zboża zawierają jednak znaczne ilości witaminy E, szczególnie w kiełkach, przy czym ziarno jęczmienia jest dużo bogatsze w tę witaminę niż np. ziarno pszenicy, czy innych gatunków. We wszystkich zbożach występują dość obficie niektóre witaminy z grupy B, które są zlokalizowane w zewnętrznej warstwie ziarniaka. Najwięcej jest witaminy B1 (tiaminy), znacznie mniej witaminy B2 (ryboflawiny) i praktycznie nie ma wcale witaminy B12. Ziarno pszenicy i jęczmienia zawiera sporo niacyny.

Najbogatsze w energię jest ziarno kukurydzy i pszenicy. Ziarno owsa, które w porównaniu do innych zbóż ma najwięcej włókna, zawiera aż o ok. 20% mniej energii metabolicznej dla świń niż ziarno kukurydzy.

Produkcja pieczywa pszennego

Produkcja pieczywa pszennego składa się z kilku etapów. W pierwszym z nich część mąki rozrabia się z wodą i drożdżami, tworząc zaczyn, w którym przebiega początkowa część procesu fermentacji. Do dojrzałego, przefermentowanego zaczynu dodaje się resztę mąki oraz pozostałe składniki, w wyniku czego powstaje tzw. ciasto właściwe. Po odpowiednim wyrobieniu rozdziela się je do form i pozostawia w ciepłym i wilgotnym miejscu, co pozwala drożdżom na przeprowadzenie końcowego etapu fermentacji, w wyniku którego ciasto zwiększa swoją objętość. Wyrośnięte ciasto można już wypiekać.

Mąka pszenna swoje właściwości spulchniające zawdzięcza dużej zawartości białek gluteiny i gliadyny, które w połączeniu z wodą tworzą gluten. Gluten w czasie ugniatania ciasta układa się w długie łańcuchy, które z jednej strony nadają ciastu elastyczność, a z drugiej pomagają w zatrzymaniu produkowanego w nim dwutlenku węgla.

Produkcja pieczywa żytniego i mieszanego

W produkcji pieczywa żytniego dużą rolę odgrywa fermentacja mlekowa. Jest ona prowadzona przez bakterie Lactobacillus, które korzystają z ubocznych produktów fermentacji alkoholowej, rozkładając je między innymi do kwasu mlekowego. Zakwaszenie ciasta sprzyja uwalnianiu się wielu składników odżywczych, a także rozkładaniu niepożądanych śluzów. Procesy te są jednak powolne, dlatego fermentację należy prowadzić długo i w wielu etapach. Do produkcji pieczywa żytniego używa się zakwasu, który sporządzany jest z reguły przez zarobienie wody z mąką żytnią i rozmnożonymi bakteriami kwasu mlekowego.

Bardzo popularne są także pieczywa mieszane, które obok mąki żytniej zawierają mąkę pszenną. Produkuje się je zwykle w ten sposób, że w pierwszej kolejności poddaje fermentacji zaczyn z mąki żytniej, a dopiero później dodaje się mąkę pszenną. Popularność pieczywa mieszanego wynika przede wszystkim z tego, że za sprawą mąki pszennej jest ono dużo bardziej pulchne niż zwykłe pieczywo żytnie.

Ziemniak

W Polsce ziemniak zajmuje ok. 13% gruntow ornych, co stawia go na drugim miejscu po zbozach pod wzgledem zajmowanej powierzchni uprawy. Duzy udzial ziemniaka w strukturze zasiewow wynika ze stosunkowo malych wymagan glebowych i klimatycznych. Ziemniak zawiera w bulwach cenny skladnik odzywczy - skrobie. Jej zawartosc w swiezej masie bulw waha sie od 12 do 24%. Ponadto w bulwach wystepuje od 1,0 do 2,5% bialka, sole mineralne, witaminy z grupy B i witamine C.

Czesc nadziemna ziemniaka, zwana popularnie krzakiem, sklada sie z 1-8 lodyg. Na lodygach wyrastaja liscie, ktore skladaja sie z kilku listkow. Jesli liscie te sa ulozone gesto, wowczas krzak ma pokroj lisciowy. Jesli jest odwrotnie, krzak ma pokroj lodygowy. Barwa kwiatow jest cecha odmianowa i moze byc biala, rozowofioletowa, rozowoliliowa, fioletowa, niebieskofioletowa i niebieska. System korzeniowy roslin ziemniaka wyroslych z bulw sklada sie z licznych korzeni wyrastajacych z nasady lodyg. Bulwy powstaja na zakonczeniach podziemnych pedow, zwanych stolonami. Bulwy poszczegolnych odmian ziemniaka moga roznic sie:

- wielkoscia

- ksztaltem

- barwa skorki

- glebokoscia oczek

Budowa ziemniaka:
- tkanka miękiszowa
- pierścień wiązek naczyniowo-sitowych
- komórki rdzenia
- warstwa komórek miękiszowych (kora pierwotna)
- skórka korkowa

Skórka młodych ziemniaków jest cieńka i łatwa do usunięcia.Na powierzchni skórki znajdują się wgłębienia zwane oczkami.Pod skórką znajduje się miękisz zbudowany z kilku warstw:
-kora pierwotna bogata w białko zapasowe i sole mineralne
-pierscień wiązek naczyniowo-sitowych bogatych w witaminę C
-walec osiowy najbogatszy w skrobię
-komórki rdzenia promieniście wnikające w walec osiowy

Białka

Skład chemiczny białek(aminokwasy endogenne i egzogenne)

Istnieje kilka sposobów klasyfikacji aminokwasów. Jednym ze sposobu jest podział na aminokwasy wystękujące w białkach. Białka są budowane przez 20 aminokwasów występujących w nich. Te same aminokwasy budują białka zwierzęce jak i roślinne. Aminokwasy budujące białka to: Glicyna, Alanina, Walina, Leucyna, Izoleucyna, Prolina, Hydroksyprolina, Seryna, Treonina, Cysteina, Metionina, Fenyloalanina, Tyrozyna, Tryptofan, Aspargina, Glutamina, Kwas asparginowy, Kwas glutaminowy, Lizyna, Arginina i Histydyna.

Aminokwasy egzogenne są to aminokwasy, które nie są syntezowane w organizmie ludzkim, a ich obecność w białkach spożywanych decyduje o wartości odżywczej. Histydyna jest niezbędna dla dzieci do 12 roku życia, ale nie jest niezbędna dla dorosłych.

Aminokwasy endogenne są to aminokwasy, które są syntezowane w organizmie ludzkim.

Aminokwasy egzogenne	Aminokwasy endogenne
Lizyna Metionina Leucyna  Izoleucyna Histydyna Fenyloalanina Teroina Tryptofen Walina	Alanina Glicyna Aspargina Glutamina Seryna Cysteina Prolina Hydroksyprolina Arginina  Tyrozyna

Budowa i rodzaje białek

Białka są substancjami zbudowanymi z długich łańcuchów aminokwasowych, zawierającymi w swoich strukturach mnóstwo azotu.

Białka są podstawowym budulcem komórek, tkanek i narządów. Potrzebne szczególnie dzieciom, których organizm rozwija się i rośnie. Niezbędne są również osobom o większej masie ciała. Jednak żaden organizm nie może prawidłowo funkcjonować bez białek.
Podstawowymi składnikami białek są : węgiel( C ), wodór( H ), tlen( O ) i azot( N ).
Białka zbudowane są z aminokwasów, które łączą się między sobą wiązaniami zawierającymi azot. Znamy 22 aminokwasy, z których wyróżniamy 9 niezbędnych do prawidłowej syntezy i efektywnego zużywania białek przez organizm. Niestety organizm ludzki sam nie wytwarza aminokwasów niezbędnych.

do Aminokwasów Niezbędnych zaliczamy:

Fenylo, Histydynę ( u niemowląt i dzieci ), Metioninę, Leucynę, Izoleucynę, Lizynę, Tryptofan, Treoninę, Walinę

Wyróżniamy dwa główne rodzaje białka : białka pełnowartościowe i białka niepełnowartościowe. BIAŁKA WZORCOWE

Białko pełnowartościowe zawiera wszystkie niezbędne 8 aminokwasów, w odpowiedniej proporcji. Takie białka są powoli absorbowane w organizmie i efektywnie wykorzystywane. Białka występujące w żywności pochodzenia zwierzęcego odznaczają się większą wartością biologiczną niż białka roślinne, ubogie w jeden lub kilka niezbędnych aminokwasów. Za najbardziej optymalne pod względem składu aminokwasowego uważane jest białko całego jajka. Brak choćby jednego aminokwasu egzogennego determinuje nie możność wchłonięcia białka. Aby posiłki były pełnowartościowe należy zestawiać ze sobą produkty zawierające białko częściowo lub niepełnowartościowe.  Białka     niepełnowartościowe są białkami, w których nie znajdziemy wszystkich aminokwasów niezbędnych. Spożywanie tylko tych białek wiązałoby się z różnymi chorobami. Białka niepełnowartościowe znajdziemy w żywności pochodzenia roślinnego jak np. zboża, nasiona, orzechy, groch lub fasola. Nie można jednak uważać tych produkty za mniej wartościowe, gdyż bogate są w inne składniki odżywcze, których z kolei nie znajdziemy w produktach pochodzenia zwierzęcego.   Istotne jest, aby produkty pochodzenia roślinnego łączyć z produktami pochodzenia zwierzęcego. Takie potrawy będą bogate we wszystkie składniki odżywcze, a szczególnie we wszystkie aminokwasy. (Podział ze względu na skład chemiczny)BIAŁKA DZIELIMY NA: Białka proste: · Albuminy · Globuliny · Gluteliny · Prolaminy · Skleroproteiny · Histony · Protaminy Białka złożone: · Chromoproteidy · Fosfoproteidy · Nukleoproteidy · Lipoproteidy · Glikoproteidy · Metaloproteidy

Trawienie białek

zaczyna się w żołądku gdzie komórki gruczołowe wydzielają nieczynny enzym- pepsynogen. Razem z kwasem sol. Pepsynogen przekształca się w pepsynę. Pepsyna rozkłada białka na krótsze łańcuchy polipeptydowi. W jelicie cienkim działają trypsyna i chymotrypsyna, które rozkładają cząsteczki. polipeptydów i di-peptydów. Oba enzymy wytwarzane są przez trzustkę i do dwunastnicy dostają się w post. nieczynnej. Tri-peptydy i di-peptydy rozkładane są przez peptydazy ściany jelita cienkiego do aminokwasów. Aminokwasy są wchłaniane do krwi i żyłą wrotną dostają się do wątroby. Stamtąd część aminokwasów dalej wędruje z krwią do kom. ciała. W kom. wątroby nadwyżka aminokwasów pozbawiona jest reszt aminowych. Powstaje amoniak, który jest przetworzony przez kom. wątroby na mocznik i odtransportowany do nerek . Keto-kwasy są przekształcane W cukry albo inne aminokwasy gdzie mogą być zużyte na tłuszcze zapasowe. 

Denaturacją białek

nazywamy zmiany struktury cząsteczki białkowej spowodowane zniszczeniem wiązań stabilizujących struktury II-, III- i IV-rzędowe białka. Białka o tak zmienionej strukturze są zwykle trudniej rozpuszczalne w wodzie i dlatego najczęściej białko denat. wytrąca się z roztworu. Proces denaturacji białka jest praktycznie nieodwracalny. ’ścinanie się białka’.

Denaturację białka spowodować mogą:

· podwyższona temperatura

· promieniowanie rentgenowskie i jonizujące

· sole metali ciężkich

· silne kwasy i zasady

· rozpuszczalniki organiczne

Hydroliza białek

to proces rozkładu białka zachodzący podczas ogrzewania białka z dodatkiem wody i kwasów siarkowego (VI) lub chlorowodorowego. Produktem hydrolizy są aminokwasy.

Tłuszcze

Zwyczajowa nazwa grupy lipidów, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli. Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla. Większość tłuszczów nie ma zapachu, jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych oraz dobrze rozpuszczalna w rozpuszczalnikach niepolarnych. Wszystkie tłuszcze są lżejsze od wody, pH tłuszczów jest obojętne. Ich stan skupienia zależy od tego, jakie reszty kwasowe tworzą cząsteczkę. Tłuszcze stałe zawierają nasycone reszty kwasowe o długich łańcuchach węglowych, natomiast tłuszcze ciekłe zawierają nienasycone reszty kwasowe (reszty, w których występują wiązania podwójne) lub reszty kwasowe o krótkich łańcuchach węglowych. Kwasy nienasycone występujące w naturalnych tłuszczach są izomerami cis. Większość tłuszczów to estry mieszane, czyli takie, które w cząsteczce zawierają różne reszty kwasowe. Tłuszcze naturalne zawsze są mieszaninami różnych estrów glicerolu. W temperaturze pokojowej tłuszcze zwierzęce to zazwyczaj ciała stałe (wyjątkiem jest tran), tłuszcze roślinne są cieczami (wyjątkiem jest olej kokosowy).

Podział tłuszczów

Ze względu na pochodzenie:

- roślinne,

- zwierzęce,

- sztuczne i modyfikowane.

Ze względu na obecność wiązań podwójnych:

· nienasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wiązania podwójne; tłuszcze te występują w dużych ilościach w roślinach i zwykle w temperaturze pokojowej są ciekłe;

· nasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wyłącznie wiązania pojedyncze; tłuszcze te są produkowane przede wszystkim przez organizmy zwierząt.

Ze względu na budowę chemiczną:

- proste,

- lipidy właściwe,

- woski,

- trójacyloglicerole,

- złożone,

- fosfolipidy,

- glikolipidy,

- lipidy izoprenowe,

- steroidy,

- karotenowce,

- pochodne,

- kwasy tłuszczowe (nasycone, jednonienasycone, wielonienasycone).

Ze względu na stan skupienia:

· stałe (tłuszcze zwierzęce z wyjatkiem tranu, np. łój, sadło), których głównymi składnikami są glicerydy wyższych nasyconych kwasów tłuszczowych,

· ciekłe (głównie tłuszcze roślinne, np. oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany oraz tran), w skład których wchodzą głównie glicerydy wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych.

Zastosowanie

Tłuszcze roślinne, takie jak oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany, masło kakaowe są oczyszczane, utwardzane lub odwadniane, a następnie używane w przemyśle spożywczym, mydlarskim, włókienniczym i w lecznictwie.

Tłuszcze jadalne mają szerokie zastosowanie kulinarne. W kuchni występują one w formie wysoko skoncentrowanych produktów, takich jak masło, smalec, olej, łój (kuchnia) i oliwa. Służą one do smarowania chleba oraz pieczenia i smażenia potraw.

Rola tłuszczów w diecie

Tłuszcze spełniają w diecie człowieka szereg ważnych ról. Przede wszystkim dostarczają znaczną ilość energii (20 do 35%). Z jednego grama tłuszczu organizm ludzki uzyskuje około 37,7 kJ energii, a więc w przybliżeniu dwa razy więcej niż z białka i sacharydów. Tłuszcze są także głównym źródłem niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (A, D, E, K). Niektóre kwasy tłuszczowe biorą także udział w syntezie niektórych hormonów tkankowych, m.in. prostaglandyn.

Tłuszcze w umiarkowanych ilościach są niezbędnym składnikiem pokarmowym ludzi. Są one głównym źródłem glicerolu i kwasów tłuszczowych, z których organizm syntezuje inne lipidy. Spożywanie nadmiaru tłuszczów – zwłaszcza nasyconych – sprzyja jednak chorobom układu krążenia i powoduje nadwagę. Zapotrzebowanie na tłuszcz jest mniejsze u osób starszych i prowadzących mało aktywny fizycznie tryb życia.

Tłuszcze powinny dostarczać nie więcej niż 30% energii zawartej w pożywieniu i zawierać odpowiednią ilość nienasyconych kwasów tłuszczowych. Ilości tłuszczu spożywanego przez ludzi w różnym wieku powinny się kształtować mniej więcej następująco:

· kobiety

10-12 lat - 62 do 74 g

16-18 lat - 72 do 95 g

26-61 lat - 57 do 97 g

· mężczyźni

10-12 lat - 65 do 81 g

16-18 lat - 82 do 117 g

26-61 lat - 73 do 120 g

W dietetyce tłuszcze dzieli się na "widoczne" i "niewidoczne". Przez niewidoczne rozumie się tłuszcze zawarte w produktach żywnościowych nie kojarzonych bezpośrednio z tłuszczem w potocznym rozumieniu tego słowa, np. w słodyczach, wypiekach itp.

Tłuszcze w organizmie zwierząt i ludzi są magazynowane w tkance tłuszczowej, która pełni funkcję magazynu energii, a także izolacji cieplnej i osłony mechanicznej.

Dieta wysokotłuszczowa

Duże spożycie tłuszczów wielonienasyconych omega 6 (obecnych zwłaszcza w oleju roślinnym z soi, kukurydzy, słonecznika i innych olejach z nasion, w margarynie), np. kwasu linolowego, przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 (w oleju rybnym, ale również w lnianym; olej rzepakowy zawiera prawie tyle samo niepożądanego tłuszczu oleinowego omega 9, jak oliwa)^[3], sprzyja rozwojowi raka piersi. W 2001 stwierdzono, że obecność tłuszczów jednonienasyconych typu omega 9 oraz niektórych wielonienasyconych typu omega 6 w erytrocytach może sprzyjać rozwojowi raka piersi u kobiet po menopauzie, a obecność tłuszczów wielonienasyconych typu omega 3 - przeciwdziała. Skład tłuszczów w erytrocytach wynikać może zarówno z diety, jak i syntezy endogennej oraz metabolizmu reszt kwasowych.

Tłuszcze wielonienasycone omega 6 przy niedostatku tłuszczów wielonienasyconych omega 3 stymulują wzrost nowotworów prostaty, przyśpieszają postęp histopatologiczny i zmniejszają przeżywalność pacjentów z rakiem prostaty, podczas gdy tłuszcze wielonienasycone omega 3 (w oleju rzepakowym) mają odwrotne, pozytywne działanie.

Właściwości fizyczne tłuszczów

· czyste tłuszcze są substancjami bezbarwnymi i bezwonnymi (zapach, barwa i smak tłuszczów naturalnych pochodzą od ich domieszek)

· bardzo dobrze rozpuszczają się w węglowodorach, np. benzynie, nafcie

· nie rozpuszczają się w wodzie

· wstrząsane z wodą tworzą emulsję, w której drobniutkie kuleczki tłuszczu są zawieszone w wodzie; jest ona jednak nietrwała i rozdziela się na dwie warstwy

Reakcje tłuszczów

Transestryfikacja

- z alkoholami - alkoholiza:

R₁COOR₂ + R₃OH → R₁COOR₃ + R₂OH

- z kwasami karboksylowymi - acydoliza:

R₁COOR₂ + R₃COOH → R₃COOR₂ + R₁COOH

- z innymi estrami:

R₁COOR₂ + R₃COOR₄ → R₁COOR₄ + R₃COOR₂

Reakcje transestryfikacji stosuje się zazwyczaj do otrzymywania estrów, które trudno jest uzyskać metodą bezpośredniej estryfikacji.

PROJEKT

KONSERWATORIUM KIERUNKOWE

Przedmiot prowadzony przez:

prof. dr hab. Edwarda Kamińskiego

STUDENTKA:

Martyna Krzemińska

IV rok, ZM