Wykład 1 02.10.2010

Żywienie człowieka to dostarczenie organizmowi człowieka pokarmów w stanie naturalnym lub postaci rozmaitych potraw i napojów zapewniających utrzymanie jego podstawowych funkcji życiowych.

Do prawidłowego, pełnowartościowego żywienia konieczne jest stałe codzienne pobieranie pokarmów o określonym składzie jakościowym, w odpowiedniej ilości i proporcjach przy zachowaniu pożądanych właściwości organoleptycznych i wymagań sanitarno -higienicznych.

Żywienie człowieka jest podstawa higieny społecznej, zdrowia ludzkości i jej zdolności do pracy.

Racja pokarmowa człowieka powinna być prawidłowo zbilansowana.

Schorzenia dieto zależne : jest ich około 80 między innymi cukrzyca i otyłość. Nie są to choroby cywilizacyjne jak kiedyś uważano.

Zapotrzebowanie dobowe pod względem energetycznym

*węglowodany 65%

*białko 10-15%

*tłuszcz 15-30%

*cholesterol 300 mg

Prawidłowe żywienie: dowóz energii = wydatek energii

głód przemiana podstawowa

sytość aktywność fizyczna

wchłanianie termo geneza

Termogeneza - to wzrost wytwarzania ciepła w organizmie po spożyciu pokarmu. Zależna jest od ilości i rodzaju spożytego pożywienia. Wytwarzanie ciepła wiąże się ze zwiększonym zużyciem energii potrzebnej do strawienia pokarmu. Największy efekt termogenny ma białko.

Zalecenia Żywieniowe :

• Regularne żywienie min. 3 posiłki

• Spożywanie różnorodnych produktów

• Zwiększenie spożycia :

• - nienasyconych kwasów tłuszczowych

• - skrobi i błonnika ( warzyw i owoców)

• Obniżenie spożycia:

• - cholesterolu

• -tłuszczu

• -cukru i soli

• Ograniczenie spożycia alkoholu

Aktywność fizyczna: Zwiększenie codziennej aktywności fizycznej (chodzenie)

• 30 minut ćwiczeń fizycznych dziennie

• Przyspieszenie chudnięcia

• Ubytek tłuszczu i zabezpieczenie odtłuszczonej masy ( mięśni i kości)

• Poprawa przemiany węglowodanowej i lipidowej

• Poprawa wydolności fizycznej i samopoczucia

Osoby o tej samej wadze ale różnym wieku np. 25 i 75 lat mają inny wydatek energetyczny. Osoby starsze nawet o 1/3 mniejszy.

Piramida żywienia. Walter Willett.

BMI to skrót z języka angielskiego 'body mass index', co tłumaczymy jako wskaźnik masy ciała. Wskaźnik BMI (inaczej wskaźnik Queteleta II) charakteryzuje relację pomiędzy masą ciała a wzrostem.

BMI to współczynnik powstały przez podzielenie masy ciała podanej w kilogramach przez kwadrat wysokości podanej w metrach. Obliczając BMI możemy określić ilość tkanki tłuszczowej w organizmie.

BODY MASS INDEKS

Waga kg

( wzrost (m)) ²

Nadwaga 25-29,9 BMI

Otyłość
30 BMI

Wykład 2 16.10.2010

Niezbędne dla organizmu ludzkiego składniki odżywcze, które muszą być dostarczone z pożywieniem( organizm sam ich nie wytworzy):

• Aminokwasy: fenyloalanina, izoleucyna, metionina, lizyna, leucyna, Treonina, tryptofan, walina, arginina, histydyna

• Cukry

• Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach A, D, E, K

• Witaminy rozpuszczalne w wodzie B, B2, B6, B12, C, PP, kwas foliowy

• Składniki mineralne

• Kwasy tłuszczowe - kwas linolowy, kwas linolenowy, kwas arachidowy

Aminokwasy - organiczne związki chemiczne zawierające zasadową grupę aminową -NH2 oraz kwasową grupę karboksylową -COOH lub - w ujęciu ogólniejszym - dowolną grupę kwasową, np. sulfonową -SO3H. Aminokwasy są tzw. solami wewnętrznymi. W skład białek wszystkich organizmów żywych wchodzi głównie 20 podstawowych aminokwasów (aminokwasy biogenne lub białkowe)

Oznaki złego stanu zdrowia na skutek zaburzeń żywieniowych:

• Masa ciała ( spadek 5% w ciągu miesiąca lub więcej niż 10 % w ciągu 6 miesięcy) lub otyłość

• Mięśniowa atrofia

• Zgrubienie środkowej tkanki tłuszczowej

• Obieg płynu w ustroju- zatrzymanie lub nadmierne wydalanie

• Apatia, zmęczenie, drażliwość

• Oznaki niedoborów witaminowych i mineralnych w skórze, włosach, paznokciach na języku w systemie nerwowym

• Zapadalność na choroby

Wartość odżywcza produktów spożywczych:

Wartość energetyczna + zawartość składników odżywczych + przyswajalność składników odżywczych

Wartość energetyczna zależna jest od ilości: białek, węglowodanów i tłuszczów, ich zawartość sprawdzamy wg tabel wartości odżywczej

Strawialność: cecha pokarmu lub zawartego w nim składnika określająca jego podatność na procesy trawienia.

Jest to stopień w jakim składniki pokarmowe zawarte w danym produkcie żywieniowym mogą być uwolnione, rozłożone na takie części składowe które nadają się do wchłonięcia do krwi lub limfy.

Na strawność mają głownie wpływ takie czynniki jak:

• Skład chemiczny pokarmu

• Ilość zawartych w nim substancji niestawialnych takich jak błonnik

• Sposób obróbki technologicznej i kulinarnej

• Dokładność rozdrobnienia w jamie ustnej

• Skład i ilość wydzielanych soków trawiennych

• Intensywność ruchów perystaltycznych

METABOLIZM = ANABOLIZM + KATABOLIZM

Metabolizm: ilość wytwarzanej w ustroju energii

• Procesy anaboliczne-synteza, gromadzenie energii, wzrost

• Procesy kataboliczne - rozkład, uwalniane energii, zużywanie

Anabolizm - grupa reakcji chemicznych, w wyniku których z prostych substratów powstają związki złożone, gromadzące energię. Jest to ta część metabolizmu, która związana jest ze wzrostem tkanek organizmu. Często procesy metaboliczne dzieli się na anaboliczne (wzrostowe) i kataboliczne (związane z rozkładem i zanikaniem materii organicznej).

Przykłady procesów anabolicznych:

Synteza tłuszczów - powstanie tłuszczów jest bardzo ściśle związane z oddychaniem, ponieważ niektóre metabolity tego procesu są produktami do syntezy tłuszczów tzn. kwasów tłuszczowych i glicerolu,

• Synteza kwasów tłuszczowych - kwasy te tworzą się przez stopniowe przyłączanie reszty dwuwęglanowej,

• Powstanie glicerolu

• Glukoneogeneza - proces syntezy glukozy z prekursorów, które nie są węglowodanami, proces tez zachodzi w wątrobie,

• Glikogeneza - proces syntezy glikogenu z glukozy,

• Biosynteza białek,

• Fotosynteza, chemosynteza w czasie, której u roślin zostaje związany dwutlenek węgla,

• Biosynteza DNA (replikacja),

• Biosynteza RNA (transkrypcja),

• Synteza produktów przemiany azotowej,

• Wiązanie azotu atmosferycznego,

Katabolizm - ogół reakcji chemicznych metabolizmu prowadzący do rozpadu złożonych związków chemicznych na prostsze cząsteczki. Reakcja egzoenergetyczna, uwalniająca energię. Najważniejszym procesem katabolicznym jest oddychanie w czasie, którego utlenianie cukrów prowadzi do powstania dwutlenku węgla i wody z równoczesnym uwalnianiem energii zmagazynowanej w wysokoenergetycznych wiązaniach chemicznych.

Przykłady procesów katabolicznych:

• Hydroliza tłuszczów - prowadzi do ich rozpadu na glicerol i wolne kwasy tłuszczowe,

• Glikoliza - katabolizm cząsteczki, który zachodzi w cytoplazmie i polega na przekształceniu glukozy w kwas pirogronowy z jednoczesną syntezą ATP,

• Katabolizm białek - zachodzi pod wpływem enzymów proteolitycznych,

• Fermentacja,

• Łańcuch oddechowy,

• Fotooddychanie charakterystyczne dla organizmów roślinnych.

Kalorie

1cal to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 grama wody chemicznie czystej o 1stpoień Celsjusza przy ciśnieniu 1 atmosfery

Inaczej mówiąc 1 cal to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury wody

z 14,5 do 15,5 C

1 kcal = 1000 cal

1 gram białka to 4 kcal

1 gram tłuszczu to 8,9 kcal

1 gram węglowodanów to 4 kcal

Węglowodany

- w pokarmie roślinnym : dwucukry i wielocukry roślinne ( sacharoza, maltoza, skrobia, celuloza, lignina, pektyna, hemicelulozy) zwierzęce: glikogen

- w organizmie użytkowane cukry proste jednocukry heksozy: glikoza, fruktoza, galaktoza wszystkie przekształcane są w wątrobie w glukozę.

- pentozy: ryboza i dezoksyryboza wchodzą w skład kwasów nukleinowych

- w organizmie zwierzęcym powstają cukry złożone:

• Glikogen -wielocukier zapasowy

• Chityna - wielocukier strukturalny

• Laktoza- dwucukier mleka

Glikoproteiny i glikolipidy- substancje budulcowe błon komórkowych.

Tłuszcze

Estry glicerolu i kwasów tłuszczowych( trujglicerydy):

- zwierzęce: * stałe ( nasycone) łój

* ciekłe (nienasycone) tłuszcz rybi

- roślinne ciekłe ( nienasycone) oleje

- źródło energii

-składniki plazmatycznych osłonek nerwów

-rozpuszczalnik witamin ADEK

- substancja zapasowa

Możliwe jest przekształcenie węglowodanów w tłuszcze.

Sterydy - pochodne tłuszczów: witamina D, hormony płciowe, kory nadnerczy, sole kwasów żółciowych.

Białka

-wszystkie białka pobrane z pokarmem muszą być rozłożone do aminokwasów.

-własne biało budowane jest od nowa z pojedynczych aminokwasów.

-enzymy

-niektóre hormony

-budulec komórek

Białka charakteryzują się swoistością gatunkową, różnice w budowie białek są miarą pokrewieństwa między organizmami.

Aminokwasy:

- w białkach występuje około 20 aminokwasów

-aminokwasy niezbędne( egzogenne) muszą być dostarczone z pokarmem

-aminokwasy nie niezbędne( endogenne) organizm może je wytworzyć z innych aminokwasów

Inne składniki

Makroelementy- funkcje budulcowe, metaboliczne, osmotyczne

Mikroelementy- funkcje regulacyjne, Fe składnik hemoglobiny

Witaminy - funkcje regulacyjne, przeciwutleniacze

Witaminy

Substancje regulujące, potrzebne w organizmie w małych ilościach które muszą być dostarczone z zewnątrz, nie są syntetyzowane w organizmie.

W pokarmie mogą być obecne także substancje przeciw odżywcze ( antynutrienty).

-alkaloidy

-glikozydy, olejki i żywice, kwas szczawiowy, inhibitory trypsyny

EWOLUCJA TARWIENIA

Wewnątrzkomórkowe zewnątrzkomórkowe

Na trawienie składają się procesy chemiczne i mechaniczne.

Enzymy trawienne - hydrolazy:

C - C

C OH H - C

• Glikozydazy - rozkładają wiązania glikozydowe w węglowodanach złożonych

( wielocukrach) czyli powstają jednocukry

α amylaza ślinowa, α amylaza trzustkowa, maltaza, sacharoza, laktoza

• Peptydazy- enzymy które rozkładają białka

Endopeptydazy: pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna

Egzopeptydazy: Karboksypeptydaza, aminopeptydaza, Dipeptydaza

Esterazy : lipaza żołądkowa, lipaza trzustkowa

TRAWIENIE

Odcinek enzymy substraty produkty

Jama gębowa amylaza skrobia maltoza

ślinowa

żołądek pepsyna białko polipeptydy

podpuszczka parakazeina

lipaza glicerol

+ kwasy tłuszczowe

Trzustka trypsyna polipeptydy digopeptydy

Chymotrypsyna polipeptydy digopeptydy

Karboksypeptydaza digopeptydy dwupeptydy

Lipaza trzustkowa lipidy glicerol + kwas tł

Nukleazy kw. Nukleinowe nukleotydy

Dwunastnica amylaza trzustkowa skrobia maltoza

Amylaza ślinowa : składnik śliny, działa w jamie gębowej i przełyku. Wymaga odczynu obojętnego lub zasadowego, trawi wstępnie skrobie i glikogen( 40-60%)

Ślina : wydzielana przez ślinianki( 1-2 litra na dobę) skład 99% woda i minerały: Na +, K+, Ca+, Cl+
Pepsyna - wstępnie trawi białka wymaga odczynu silnie kwaśnego

Podpuszczka - obecna w żołądku młodych ssaków potem znika

Trzustka - gruczoł dokrewny, wydziela hormony. Wydziela też enzymy trawienne do dwunastnicy: amylazę , trypsynę, chymotrypsynę, karboksypeptydazę, lipazę, nukleazy

Funkcje wątroby:

- metabolizm węglowodanów:

• przekształcanie fruktozy i galaktozy w glukozie

• synteza glikogenu

• glikogenoliza

• glukoneogeneza - synteza glukozy ze związków niecukrowych (keto kwasów, kwasów tłuszczowych)

Glikogenoliza - rozkład glikogenu do glukozo-6-fosforanu (gł. w mięśniach) lub do glukozy (w wątrobie) powodujący uzupełnienie chwilowego niedoboru glukozy w różnych tkankach organizmu, m.in. we krwi. Proces pobudzany przez adrenalinę i glukagon.

Glukoneogeneza, zespół przemian biochemicznych zachodzących w wątrobie, prowadzący do wytworzenia glukozy lub glikogenu z substancji niecukrowych: aminokwasów (tzw. glikogennych), kwasu mlekowego, pirogronowego i innych

- metabolizm kwasów tłuszczowych:

• beta oksydacja kwasów tłuszczowych

• synteza kwasów tłuszczowych z octanów i cukrów

• przekształcanie kwasów nienasyconych w nasycone

• synteza cholesterolu, pochodnych kwasów żółciowych i witaminy D

• przekształcanie cukrów i białek w tłuszcze

- metabolizm białek:

• przekształcanie aminokwasów (dezaminacja, transaminacja, synteza aminokwasów endogennych)

• synteza mocznika

• synteza około 85% białek osocza ( z wyjątkiem immunoglobulin)

- metabolizm ksenobiotyków czyli substancji chemicznych nie będących naturalnym składnikiem np.: toksyny, leki

Wchłanianie jelitowe:

- międzykomórkowe

- przez komórkowe

- bierne, zgodne z gradientem stężeń czyli dyfuzja

-czynne wbrew gradientowi stężeń, transport aktywny wymagający nakładu energii metabolicznej i nośników

WCHŁANIANIE SKŁADNIKÓW POKARMU

DYFUZJA WCHŁANIANAIE CZYNNE WCHŁANIANIE MIESZANE

- Woda - większość aminokwasów - Cl- , Ca ² czynnie do erytrocyt

- Fruktoza - glukoza - Na+ czynnie z erytrocyt

- Kwasy tłuszczowe

- Cholesterol

-Większość witamin

Procesy zachodzące w jelicie grubym:

• trawienie błonnika przy udziale enzymów pochodzenia bakteryjnego

• beztlenowy rozpad białka przy udziale enzymów pochodzenia bakteryjnego( gnicie )

• bakteryjna synteza witaminy K

• wchłanianie wody i Na +

• wydalanie nadmiaru jonów z kałem ( niewchłonięte w jelicie )

• formowanie kału( niestrawione resztki pokarmu + bakterie)

2 kg bakterii w człowieku większość w jelicie grubym

BILANS ENERGETYCZNY ORGANIZMU

C = P + R + FU

Konsumpcja

Węglowodany: to związki organiczne zbudowane z węgla wodoru, tlenu. Obejmują związki przyswajalne i nieprzyswajalne.

Podział ze względu na wielkość cząsteczki:

-cukry proste zwane monosacharydami

- dwu cukry - disacharydy

-wielocukry - polisacharydy

Disacharydy inaczej polisacharydy zbudowane są 2 cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniem glikozydowym. Ulegają hydrolizie pod wpływem enzymów lub kwasów. Należą do nich sacharoza maltoza oraz laktoza

• należą do węglowodanów łatwo przyswajalnych przez człowieka

• do najczęściej występujących w naturze disacharydów należą :

- sacharoza (glukoza+ fruktoza) występuje w trzcinie cukrowej, burakach, ananasach i marchwi

-cukier inwertory jest głównym sadnikiem miodów sztucznych dżemów i konfitur jest to produkt hydrolizy sacharozy na mieszaninie cukrów prostych: glukozy i fruktozy

-laktoza ( glukoza+ galaktoza ) cukier mleczny występujący w mleku wyższych ssaków

-maltoza ( glukoza + glukoza) występuje w dużych ilościach w słodzie ( skiełkowanych ziarnach zbóż ) służy do produkcji odżywek dla dzieci i preparatów dietetycznych.

Polisacharydy to cukry złożone inaczej wielocukry należą do niech:

- skrobia występująca w dużych ilościach w produktach roślinnych jako substancja zapasowa np. w ziemniakach.

-glikogen znajdujący sie w niewielkich ilościach w tkankach zwierzęcych

-błonnik pokarmowy

Polisacharydy mogą składać się z :

- jednego rodzaju monosacharydu ( homoglikany czyli skrobia glikogen celuloza)

- wielu rodzajów różnych monosacharydów ( heteroglikany kwas hialuronowy, kwas chondroitynosiarkowy i heparyna)

- mogą tworzyć związki sprzężone np. glikolipidy, glikoproteiny

Pełnią funkcję:

• zapasowe ( skrobia w roślinach i glikogen u zwierząt)

• strukturalne ( błonnik celuloza)

Homoglikany:

• Skrobia - materiał zapasowy roślin odkładany wpostaci ziarenek. W postaci surowej trudna do strawienia . Po ziarnach skrobi można rozpoznać gatunek rośliny. Obróbka cieplna powoduje rozpad skrobi na łatwiej strawne dekstryny zawierające około 30 cząsteczek glukozy

• Glikogen skrobia zwierzęca występuje w wątrobie mięśniach nerkach mózgu. Głód i ciężka praca wzmagają zapotrzebowanie na glikogen w organizmie jest syntezowany glukozy może tworzyć się także z kwasów organicznych np. kwasu mlekowego

• Celuloza- jest podstawowym składnikiem ścian komórkowych roślin. W stanie czystym jest białym proszkiem, jest nierozpuszczalna w wodzie

Rola węglowodanów przyswajalnych:

- są głównym źródłem energii

- po strawieniu i wchłonięciu do tkanek w formie glukozy SA utleniane do dwutlenku węgla i wody dając energie

-pełnią funkcje biologiczne np. glikolipidy wykorzystywane są do syntezy struktur komórkowych

- nadają produktom spożywczym potrawą cechy organoleptyczne ( smak, konsystencja, barwa )

Węglowodany nieprzyswajalne :

-błonnik pokarmowy

Wykład 3 23.10.2010

Węglowodany nieprzyswajalne:

Błonnik pokarmowy zwany włóknem pokarmowym, to roślinne wielocukry i ligniny oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka

Działanie błonnik jest różnorodne. Do wyzwolenia jego funkcji niezbędna jest woda, chłonie ją i zwiększa objętość. Przy barku wody działa zapierająco bo chłonie soki żołądkowe .

Najprostsze źródło błonnika to otręby zalecana ilość 35-40g

Błonnik dzielimy na:

• Nierozpuszczalny ( celuloza) wpływa na wydzielanie gastryny( hormonu) zwiększa ilość soków trawiennych, poprzez mechaniczne drażnienie jelita, wpływa na perstaltyke. Pobudza funkcje żucia

• rozpuszczalny :

- w suchych nasionach roślin strączkowych

-wychwytuje toksyczne związki i zapobiega chłonięciu ich w jelita

- działa odtruwająco

-zawieszka wydalanie tłuszczu ze stolcem

-przyspiesza wydalanie cholesterolu czyli zwiększa jego stężenie w surowicy.

W przewodzie pokarmowym błonnik zwiększa objętość absorbuje na swojej powierzchni szkodliwe substancje. Przeciwdziała nowotworom jelita grubego pełni ważną role w odchudzaniu obniża ciśnienie tętnicze i poziom cukru.

Skład ziarna

Warstwa aleuronowa jest bezpośrednią ochroną i osłoną bielima i zarodka jej skład chemiczny to:

-białka

-tłuszcze

-składniki mineralne

warstwa ta jest wykorzystywana jakoś nośnik błonnika

Łuska zwodowana z cienkich błonek których zadaniem jest ochrona ziarna przed uszkodzeniami . zbudowana jest z celulozy pektyny i składników mineralnych

Glikoliza jest podstawowym procesem wytwarzającym energię w żywym organizmie. Substratem jest glukoza, a produktem jest pirogronian

INDEKS GLIKEMICZNY

IG określa wpływ produktów spożywczych na poziom glukozy we krwi. Jeżeli produkty węglowodanowe są trawione szybko, to maja wysoki IG. Jeżeli są trawione bardzo wolno - wolno uwalniają glukozę do krwi - mają niski IG.

Podział produktów ze względu na IG:

• Produkty o niskim IG (do 55)

• Produkty o średnim IG (55-70)

• Produkty o wysokim IG (powyżej 70)

Wykład 4 5.11.2010

Działanie insuliny - obniżanie poziomu glukozy w surowicy.

Insulina działa poprzez receptory komórkowe na błonach komórkowych.

Przy częstych rzutach insuliny, receptory stają się niewrażliwe na jej działanie i poziom glukozy w surowicy rośnie.

Cukrzyca typu I (młodzieńcza) - niewytwarzanie insuliny na skutek nieprawidłowo działającej trzustki.

Cukrzyca typu II (starcza) - przy popełnianiu błędów żywieniowych (powstaje insulinooporność).

Należy spożywać produkty zawierające niski IG.

Glukoza - substancja referencyjna (powoduje największy wzrost poziomu glukozy w surowicy), jej IG wynosi 100

OBLICZANIE INDEKSU GLIKEMICZNEGO

Danej osobie podaje się produkt o odpowiedniej wadze tak aby zawartość węglowodanów wyniosła 50 gram. W przypadku ziemniaków będzie to około 250 g.

Po zjedzeniu, co 15 minut przez pierwsza godzinę, a następnie co 30 minut pobiera się krew i bada poziom glukozy we krwi.

Wyniki nanosi się na wykres obrazujące poziom glukozy zależny od czasu. Następnie oblicza się powierzchnię pod krzywą i porównuje z wynikami produktu referencyjnego (glukozy).

Najważniejsze czynniki odpowiadające za różnice w IG:

• stopień galaretowacenia substancji skrobiowej

• osłona produktu

• stosunek amylozy do amylopektyny

• obecność błonnika

• inne (obecność substancji chemicznych, tłuszczu, białka itd.)

skrobia - polimer glukozy

amyloza powoli trawiona glukoza

amylopektyna szybko i łatwo trawiona glukoza

Amyloza jest trawiona powoli, bo cząsteczki glukozy są blisko siebie i utrudniony jest dostęp enzymów do wiązań. W amylopektynie enzymy łatwo dostają się do wiązań, bo jest ona rozgałęziona.

Dużo amylozy - niski IG. Dużo amylopektyny - wysoki IG.

WYMIENNIKI WĘGLOWODANOWE

1 wymiennik węglowodanowy (WW) to taka porcja produktu lub potrawy, która zawiera 10 g węglowodanów przyswajalnych czyli węglowodanów bez błonnika pokarmowego.

Przykład:

1 WW = 1/3 bułki kajzerki (ok. 20g)

= 1 mały ziemniak (ok. 80g)

= 2 średnie marchewki (ok. 270g)

= Pół dużej gruszki

= 2 płaskie łyżeczki cukru

Podział węglowodanów ze względu na szybkość wchłaniania:

• „cukry biegnące” - szybko wchłaniające się

• „cukry maszerujące” - umiarkowanie wchłaniające się

• „cukry czołgające się” - wolno wchłaniające się.

Tłuszcze

Główny składnikiem tłuszczów jadalnych są trój glicerydy (estry zbudowane z trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych i jednej cząsteczki glicerolu - połączone wiązaniami estrowymi).

Podział tłuszczów:

• widoczne - dodane (masło, smalec, olej, margaryna)

• niewidoczne - zawarte w produktach żywnościowych (w mięsie, kiełbasie, mleku)

Tłuszcze jadalne:

• pochodzenia zwierzęcego (z tkanek ryb morskich i ssaków lub mleka)

• pochodzenia roślinnego (z nasion i owoców)

Tłuszcze różnią się od siebie zawartością kwasów tłuszczowych nasyconych, jednonienasyconych i wielonienasyconych.

Ważniejsze kwasy tłuszczowe:

• masłowy

• kapronowy

• kaprylowy

• kaprynowy

• laury nowy

• mirystynowy

• palmitynowy

• stearynowy

• arachidowy

• lignocenowy

• behenowy

Kwasy tłuszczowe nasycone:

• Podnoszą poziom cholesterolu

• Zwiększają krzepliwość krwi (zwiększają ryzyko zachorowań na miażdżycę i zawał serca)

• Występują w: maśle, śmietanie, mięsie, kiełbasie, jajach, ciastkach, czekoladzie

• Rozpuszczają witaminy A, D, E, K

• Składnik błon komórkowych

• Nie zawierają podwójnych wiązań

• Zwykle są białymi ciałami stałymi

• Kwasy zawierające więcej niż 10 atomów węgla w łańcuchu, są nierozpuszczalne w wodzie i są nielotne.

Kwasy nienasycone:

• Obniżają poziom cholesterolu

• Obniżają ryzyko występowania chorób naczyniowych

• W owocach, warzywach, drobiu rybach, olejach roślinnych (kukurydziany, słonecznikowy, sojowy, oliwkowy, rzepakowy)

• Zazwyczaj są to bezbarwne ciecze

NNKT - niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (wielonienasycone) - organizm nie potrafi ich sam wytworzyć.

Kwasy omega-3 (n-3) - pierwsze wiązanie podwójne jest przy trzecim atomie węgla:

• alfa-linolenowy

• dokozaheksaenowy

• eikozapantaenowy

Kwasy omega-6 (n-6) - pierwsze wiązanie podwójne jest przy szóstym węglu:

• linolowy

• gamma-linolowy

• arachidowy

Budowa trójglicerolu:

Różnice między tłuszczami roślinnymi i zwierzęcymi:

WAŻNIEJSZE RÓŻNICE	TŁUSZCZE ROŚLINNE	TŁUSZCZE ZWIERZĘCE
zawartość kwasów tłuszczowych	zawartość PUFA z rodziny kwasu linolowego n-6 linolowy C18:2 gamma-linolowy C18:3 arachidowy C20:4 z rodziny kwasu linolenowego n-3 alfa-linolenowy C18:3 dużo kwasów nienasyconych	dużo kwasów nasyconych
zawartość witaminy E	dużo lub bardzo dużo	mało lub brak
zawartość witaminy A i D oraz karotenoidów	brak, z wyjątkiem oleju palmowego - karotenoidy, witaminy A i D - margaryny	w maśle dużo w innych brak
rodzaj steroli	sterole roślinne	cholesterol

Zawartość kwasów tłuszczowych w poszczególnych olejach:

TŁUSZCZE - OLEJE	KWASY TŁUSZCZOWE
		nasycone	jednonienasycone	wielonienasycone
krokoszowy	8,70	10,79	75,69
kukurydziany	12,28	26,33	56,91
palmowy	53,70	35,47	6,27
rzepakowy uniwersalny	7,13	57,99	30,32
rzepakowy tłoczony na zimno	5,50	61,02	28,76
słonecznikowy	11,05	19,45	65,05
sojowy	11,99	35,48	48,07
oliwa z oliwek	14,86	70,12	10,61
z pestek winogron	10,75	20,58	68,65
z zarodków pszenicy	16,63	19,34	59,65

Rola kwasów tłuszczowych jednonienasyconych (MUFA):

Jednonienasycony kwas oleinowy zmniejsza ryzyko miażdżycy poprzez:

• obniżanie poziomu cholesterolu całkowitego

• obniżanie „złego” cholesterolu we frakcji LDL

• podwyższanie „dobrego” cholesterolu czyli frakcji HDL

Odpowiednia podaż w diecie kwasu oleinowego sprzyja redukcji poziomu glukozy i trój glicerydów w surowicy krwi, szczególnie u pacjentów z cukrzycą typu 2.

Źródła: oliwa, olej rzepakowy (”oliwka północy”), sojowy, palmowy, z awokado.

Oliwa jest droga, ponieważ pierwsze owoce są po 40 latach.

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) zwane NNKT:

Kwasy omega-3: alfa-linolenowy (ALNA) C_{18:3 n-3} - musi być dostarczony z dietą

eikozapentaenowy (EPA) C_{20:5 n-3}

dokozaheksaenowy (DHA) C_{22:6 n-3}

EPA - jest prekursorem licznych bioaktywnych związków odgrywających ważną rolę w organizmie

DHA - jest głównym składnikiem funkcjonalnym błon komórkowych w tkance nerwowej, mózgu i lipidów siatkówki oka.

Dla zachowania zdrowia, uważa się, że w zaplanowanej diecie stosunek kwasów omega-6 do
omega-3 powinien wynosić 5:1-10:1

Wykład 5 20.11.2010

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe w żywieniu niemowląt i dzieci:

Kwasy tłuszczowe: linolowy, alfa-linolowy - są niezbędne dla wzrostu i rozwoju organizmu.

Kwas arachidowy i dokozaheksaenowy - konieczne niemowlętom do:

• rozwoju ośrodkowego układu nerwowego

• procesów widzenia

• wzrastania

• syntezy eikozanoidów

Mleko krowie mało zawiera kwasu LA, nie zawiera kwasów AA i DHA; brak enzymów wątrobowych (elongaz, desaturaz) zanurza syntezę AA i DHA. Brak w pokarmie kwasów LA i AA prowadzi do zmian na skórze

Wskazany jest dodatek oliwy, oleju do zupek, papek jarzynowych. Prowadzone badania wykazują potrzebę suplementacji mleka dla niemowląt w kwasy: LA i ALNA. Rozważa się suplementację kwasami AA i DHA.

Eikozanoidy - pochodne kwasów tłuszczowych nienasyconych

Kwasy tłuszczowe - dihomogammalinolenowy, arachidowy, eikozapentaenowy - substrat do syntezy eikozanoidów, jak: prostaglandyny, prostacykliny, tromboksany, lipoksyny, leukotrieny.

Eikozanoidy działają na czynność wielu tkanek i narządów, min

• Regulują pracę układu sercowo-naczyniowego

• Wskazują działanie przeciwzakrzepowe

• Wpływają na rozszerzenie naczyń wieńcowych

• Zwiększają siłę skurczu mięśnia sercowego

Produkcja oleju z nasion oleistych

Oleje roślinne są uzyskiwane metodą tłoczenia i ekstrakcji z nasion lub owoców oleistych.

W większości poddawane są uszlachetnianiu w procesie rafinacji.

Niemal wszystkie mają w temperaturze pokojowej konsystencję płynną.

Rafinacja - ma na celu usunięcie niepożądanych składników i nadanie mu odpowiednich cech organoleptycznych (bez smaku, zapachu i idealnie klarowne)

Utwardzanie (uwodornienie) - cel:

• Zwiększenie odporności na utlenianie - zwiększenie trwałości

• Polepszenie smakowitości

• Zwiększenie wartości odżywczej

• Zmiana konsystencji

• Zwiększenie temp. topnienia

Proces utwardzania: Wysycenie wodorem części lub całości podwójnych wiązań kwasów tłuszczowych (uwodornienie):

							H		H
					katalizator		|		|
―	C	=	C	―	+ H2	―	C	=	C	―
	|		|				|		|
	H		H				H		H

Reakcja ta przebiega w temp 180-200°C, pod zwiększonym ciśnieniem, tylko w obecności katalizatora, np. mrówczanu niklu, związki miedzi chromu, srebra, platyny.

Uwodornienie powoduje zmiany w tłuszczach:

• Wzrasta zawartość kwasów nasyconych (5-15%) i jednonienasyconych, kosztem wielonienasyconych

• Powstają izomery trans

• Obniża się wartość biologiczna tłuszczów, następuje rozkład witamin i NNKT (0-5%)

Nienasycone kwasy tłuszczowe - cis i trans

W formie cis atomy wodoru są po tej samej stronie wiązania podwójnego.

Konfiguracja trans - atomy węgla są po przeciwnych stronach w ułożeniu przestrzennym.

H

H

H

|

|

|

―

C

=

C

―

―

C

=

C

―

|

H

Konfiguracja cis Konfiguracja trans

Schemat budowy glicerofosfatydów (fosfolipidów)

		Kwas tłuszczowy nasycony
Glicerol		Kwas tłuszczowy nienasycony
		Kwas fosforowy	+ Komponenta azotowa

WKT są wyłącznie wbudowane w błonowe fosfolipidy w pozycji 2-ej, a NKT i kwasy trans w pozycji pierwszej.

Izomery trans nienasyconych kwasów tłuszczowych

Wlicza się je do puli tłuszczów nasyconych, ponieważ stają się wyłącznie źródłem energii (są włączane w 90% w pozycję 1-szą fosfolipidów błonowych, identycznie jak kwasy nasycone) - zalecenia FAO/WHO oraz Polskiego Konsensusu Tłuszczowego. Tracą swoją aktywność biologiczną - nie mogą służyć jako substrat do budowy eikozanoidów.

Występowanie:

• Tłuszcze Nat (w tłuszczu mleka krowiego znajduje się ich ok. 2%, wołowina, baranina)

• Tłuszcze piekarnicze, smażalnicze do celów przemysłowych

• Uwodornione oleje

• Pieczywo cukiernicze

• Chipsy

• Frytki

Wpływ izomerów trans na metabolizm lipoprotein i powstawanie miażdżycy

Izomery trans wpływają na wzrost stężenia pro miażdżycowej frakcji LDL i obniżenia ochronnej frakcji HDL, jeżeli ich stężenie w diecie przekracza co najmniej 6% energii, a w przypadku wpływu na frakcję Lp (a) nawet &-11% energii.

Według obliczeń Instytutu Przemysłu Mięsnego i Tłuszczowego ilość izomerów w polskiej diecie nie przekracza 2% energii.

Sterole roślinne - działanie:

• Hamują wchłanianie cholesterolu z jelita cienkiego

• Powodują spadek we krwi poziomu cholesterolu całkowitego i frakcji LDL

• Nie maja wpływu na poziom cholesterolu frakcji HDL

Proces peroksydacji lipidów w olejach

• Proces peroksydacji zachodzący w olejach jest główną przyczyną psucia się tych produktów, określany jest mianem jełczenia i dlatego ocena przydatności do spożycia skupia się na ocenie zaawansowania tego procesu w produkcie

• Utlenianie kwasów tłuszczowych może być inicjowane na drodze trzech różnych mechanizmów:

• autooksydacja

• fotooksydacja

• peroksydacja enzymatyczna

Peroksydacja jest lawinowym (kaskadowym), wolnorodnikowym procesem utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych, w którym powstają nadtlenki tych związków. Powstałe nadtlenki ulegają kolejnym przemianom, w efekcie czego powstają, jako produkt końcowy, liczne związki organiczne, w tym aldehydy i ketony. Zawartość aldehydów jest znacznikiem zaawansowania procesu peroksydacji zachodzącego w olejach. Aktualnie w celu oceny procesu peroksydacji w tłuszczach określa się zawartość di aldehydu malonowego (czynnik kancerogenny).

Im więcej wiązań podwójnych zawiera cząsteczka kwasu tłuszczowego, tym łatwiej ulega ona utlenianiu. Obliczono, ze stosunek szybkości peroksydacji kwasów tłuszczowych o tej samej ilości atomów węgla zawierających 2, 4, 5, 6 wiązań podwójnych wynosi 1:4:6:8.

Istnieją dwa rodzaje peroksydacji: enzymatyczna i nieenzymatyczna. W olejach utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych zachodzi głównie według procesu nieenzymatycznego. Oleje dzięki zawartości witamin, a przede wszystkim witaminy E, która jest bardzo dobrym naturalnym antyutleniaczem, są w niewielkim stopniu ochronione przed lawinowo postępującym procesem utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych.

Peroksydacja nieenzymatyczna

Jest głównie katalizowana przez jony metali, w tym przez Fe⁺², a hamowana przez Fe⁺³ i Zn⁺². Katalizatorem peroksydacji obok jonów metali są także promienie słoneczne będące odpowiedzialne za proces fotooksydacji.

Autooksydacja

Autooksydacja lipidów zachodząca w olejach, podobnie jak każdy proces peroksydacji, składa się z czterech faz:

1. Inicjacja

2. Prolongacja

3. Terminacja

4. Reinicjacja

Inicjatorami procesu peroksydacji jest wiele substancji chemicznych, takich jak:

• Wolne rodniki tlenowe (rodnik wodorotlenowy, anionorodnik ponadtlenkowy, rodnik nadtlenkowy, ozon)

• Jony metali: ołowiu, kadmu, żelaza, wanadu

• Tlenek i dwutlenek sodu

• Dwutlenek siarki

• Chloroform

• Tetra chlorometan (czterochlorek węgla)

• Bromobenzan

AUTOOKSYDACJA

Proces inicjacji polega na oderwaniu atomu wodoru od cząsteczki wielonienasyconego kwasu tłuszczowego, który ulega przekształceniu w wolny rodnik alkilowy L^• :

―CH₂― + ―OH -> ―^•CH₂― + H₂O

• Tak jak każda cząsteczka w przyrodzie, tak i rodnik alkilowy ma tendencję do zmniejszania swojej energii i ulega przekształceniu w skoniugowane dieny.

• Kolejną fazą procesu jest prolongacja, podczas której dochodzi do powstania wolnych rodników nadtlenkowych w wyniku reakcji wolnego rodnika alkilowego z tlenem:

L^• + O₂ -> LOO^•

Rodniki nadtlenkowe odrywają kolejne atomy wodoru od następnych cząstek nienasyconych kwasów tłuszczowych, co prowadzi do powstania nadtlenku kwasu tłuszczowego i rodnika alkilowego. Powstający rodnik alkilowy L jest substratem dla etapu prolongacji. Zjawisko to jest odpowiedzialne za fakt, że z jednej cząsteczki nienasyconego kwasu tłuszczowego może powstać większa ilość nadtlenków kwasów tłuszczowych LOOH.

LOO^• + LH -> LOOH + L^•

― CH ―	+	― CH2 ―	->	― CH ―	+	― C^• ―
|				|		|
O				O		H
|				|
O^•				O
				|
				H

LH - nienasycony kwas tłuszczowy

L^• - rodnik alkilowy

LOO^• - rodnik nadtlenkowy

LOOH - nadtlenek kwasu tłuszczowego

• Ostatnia faza to Terminacja, polegająca na reakcji pomiędzy wolnymi rodnikami e efekcie dająca produkty nie będące rodnikami. Reakcja ta zachodzi pomiędzy różnymi cząsteczkami:

1. Dwoma rodnikami alkilowymi

L^• + L^• -> L ― L

2. Dwoma rodnikami nadtlenkowymi

LOO^• + LOO^• -> L = O + LOH + O₂

3. Dwoma różnymi rodnikami

LOO^• + L^• -> L = O + L

• Produktami reakcji terminacji są dimery kwasów tłuszczowych oraz keto- i hydroksykwasy tłuszczowe.

• W wyniku procesu peroksydacji lipidów powstają następujące grupy związków:

• węglowodory, alkany w tym n-alkanale, 2,4-alkadiedale, alkatrienale, 4-hydroksyalkanale, 4-hydroksytransnonenal, dialdehyd malonowy

• ketony

• monohydroksykwasy, dihydroksykwasy, trihydroksykwasy oraz ketokwasy

• cykloendonadtlenki

• polimery

• Komplikacją procesu peroksydacji jest zjawisko reinicjacji. Polega ono na rozpadzie nadtlenków lipidów, który prowadzi do ponownego powstania produktów wolnorodnikowych. Rozpad taki inicjowany jest przez jony metali przejściowych, a przede wszystkim przez jony żelaza i miedzi.

LOOH + Fe⁺² -> Fe⁺³ + HO^- + LO^•

LOOH + Fe⁺³ -> Fe⁺² + H⁺ + LOO^•

• Stałe szybkości reakcji jonów żelaza z nadtlenkami lipidów różnią się o rząd wielkości od stałych szybkości reakcji tych jonów z nadtlenkiem wodoru. Jony Fe⁺³ reagują dużo szybciej z nadtlenkami lipidów niż jony Fe⁺².

ANTYOKSYDANTY (przeciwutleniacze):

Tokoferole (witamina E) działając jako antyoksydant, przerywają reakcje łańcuchowe generujące wolne rodniki. Polega to na przenoszeniu wodoru fenolowego na wolny rodnik nadtlenkowy per oksydowanego wielonienasyconego kwasu tłuszczowego. Tak powstały rodnik fenoksy może być regenerowany przez witaminę C zawartą w cytozo lu lub może reagować z dalszym wolnym rodnikiem peroksydowym, tak że łańcuch chromianu i łańcuch boczny ulegają utlenieniu do związku nie będącego wolnym rodnikiem. Aktywność antyoksydacyjną tokoferolu można przedstawić schematem:

ROO^• + TocOH -> ROOH + TocO^•

ROO^• + TocO^• -> ROOH + nieaktywny produkt wolnego rodnika fenoksy

lub TocO^• + Wit.C_utl -> TocOH + Wit C_red *

ROO^• - rodnik nadtlenkowy

ROOH - kwas tłuszczowy

TocOH - witamina E (α-tokoferol)

TocO^• - wolny rodnik α-tokoferolowy

* witamina C w cytozolu sprzężona jest z glutationem

Codzienna aktywność fizyczna

Produkty pełnoziarniste

Tłuszcze roślinne

Warzywa

owoce

Orzechy rośliny strączkowe

Drób jaja 0-2 razy dziennie

Czerwone mięso masło

Biały ryż, chleb, ziemniaki, słodycze

Nabiał

---