§ 17. Харчування та обмін речовин. Їжа та її компоненти. Харчові та енергетичні потреби людини
Пригадайте! Що таке гетеротрофне живлення тварин?
Поміркуйте!
Їжею є усе, що споживає людина для забезпечення життєдіяльності. Але рідко хто розуміє, що найкориснішими для людини є натуральні продукти, тому що вони містять. енергію Сонця. Чи можете ви пояснити це твердження?
ЗМІСТ
Яке значення харчування для організму людини?
ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ – сукупність процесів, які забезпечують надходження до організму їжі з речовинами, що необхідні для нормальної життєдіяльності. Це один з чинників середовища, який істотно впливає на здоров’я, працездатність і тривалість життя. У процесі харчування людина отримує готові органічні речовини. Більшість із них утворюються в рослинах, які використовують для цього сонячну енергію.
Функції харчування
Яке ж значення має харчування для організму? Під час розпаду їжі, виділяється енергія, яка затрачається на забезпечення життєдіяльності організму (енергетична функція). Речовини у складі їжі використовуються для побудови клітин, тканин, органів, їхнього оновлення (харчова функція). Їжа містить речовини (наприклад, вітаміни, клітковина), які беруть участь в регуляції обміну речовин (регуляторна функція). Хімічні речовини їжі несуть інформацію для організму, нехтування якою може призвести до отруєння. Це інформація про особливості їжі. Вона оцінюється смаковими рецепторами язика і впливає на поведінку людини (інформативна функція). В їжі досить часто наявні й лікувальні речовини, що захищають наш організм і перешкоджають розвитку хвороб (захисна функція). Яскравим прикладом такої їжі є бджолиний мед (іл. 35).
Іл. 35. Мед – природний ідеальний продукт харчування
Отже, живлення є початковим етапом обміну речовин, енергії та інформації організму із середовищем. Воно здійснює енергетичну, харчову, регуляторну, інформативну та захисну функції.
З чого складається їжа людини?
Харчові продукти – це компоненти їжі, які споживаються в їжу в натуральному або переробленому, зміненому або незмінному вигляді. За ознакою походження харчові продукти поділяють на: тваринні (м’ясні, молочні, рибні), рослинні (із зернових, фруктових, овочевих рослин, прянощі із пряних рослин), мікробіологічні (яблучний оцет, лимонна кислота) та мінеральні (кухонна сіль, йодована сіль). За хімічним складом розрізняють білкові, жирові, вуглеводневі продукти. До харчових продуктів відносять також напої, кондитерські вироби, смакові (есенції, прянощі) та харчові (ароматизатори, розпушувачі) добавки.
За сучасною класифікацією харчові продукти поділяються на групи: 1) традиційні (натуральні незмінені рослинні й тваринні продукти); 2) функціональні (змінені продукти, що підтримують активність органів, знижують ризик захворювань); 3) спеціальні (змінені дієтичні продукти, харчові добавки, продукти для спортсменів); 4) продукти для харчування дітей. Окрім того, у сучасній термінології для характеристики їжі існують ще й такі поняття, як органічні продукти, екологічно чисті продукти, генетично модифіковані продукти та ін.
Харчові продукти характеризує їхня харчова та енергетична цінність. Харчова цінність окремого продукту визначається наявністю й співвідношеннями в його складі поживних речовин. Калорійність їжі, або енергетична цінність харчових продуктів – це кількість енергії, яка утворюється в результаті окиснення жирів, білків, вуглеводів, що міститься у харчових продуктах, і затрачається на фізіологічні функції організму.
У складі харчових продуктів є поживні й додаткові речовини.
Склад харчових продуктів
Поживні речовини (харчова та енергетична функції)
Додаткові речовини (захисна, регуляторна, інформаційна функції)
Білки (розщеплюються на амінокислоти) 1 г білків при окисненні виділяє 17,6 кДж енергії
Жири (розщеплюються на жирні кислоти і гліцерол) 1 г жирів при окисненні виділяє 38,9 кДж енергії
Вуглеводи (розщеплюються до моносахаридів) 1 г вуглеводів при окисненні виділяє 17,6 кДж енергії
Вода. Мінеральні речовини. Органічні кислоти. Клітковина. Пектини. Вітаміни. Харчові добавки. Смакові добавки
Отже, компонентами їжі є харчові продукти різного походження, а складовими частинами харчових продуктів є поживні та додаткові речовини.
Які енергетичні та харчові потреби людини?
Загальна потреба людини в білках, жирах, вуглеводах залежить передусім від потреб в енергії. Ці енергетичні потреби виражають в кілоджоулях (кДж) чи кілокалоріях (1 кДж = 0,24 ккал). Основними джерелами енергії для людини є вуглеводи та жири.
Організм людини затрачає енергію їжі на забезпечення життєдіяльності в умовах спокою (основний обмін) та фізичної активності (функціональний обмін). Загальні енергетичні потреби залежать від статі, віку, зросту, маси тіла, навантаження на організм тощо. Наприклад, у жінок енергетичні потреби майже на 15 % нижчі, ніж у чоловіків.
Кількість енергії (основного обміну) в стані спокою (Еосн) у дорослих людей визначається з розрахунку Егод = 4,2 кДж/кг/год. Так, для юнака віком 20 років, зростом 175 см і масою 70 кг необхідно близько Еосн = 7060 кДж/кг/год на добу (1700 ккал). Кількість енергії (функціонального обміну) за умови розумової діяльності упродовж 12 год із затратами 6,3 кДж/кг/год складає близько 5300 кДж. Отже, загальні енергетичні витрати енергії (Езаг = Еосн + Ефіз) для юнака віком 20 років становитимуть Езаг = 7060 кДж + 5300 кДж = 12 360 кДж на добу.
Кількість енергії (основного обміну) у дітей буде більшою: у віці до 5 років за 1 годину на 1 кг маси тіла затрачається близько 14 кДж/кг/год, у віці 11-13 років – близько 9 кДж/кг/год, у віці 14-15 років – близько 6 кДж кДж/кг/год. Тоді, наприклад, у школяра віком 13 років, масою 40 кг загальні енергетичні витрати на добу за розумової діяльності будуть складати Езаг = 8640 кДж/кг/год + 3020 кДж/кг/год = близько 11660 кДж (2800 ккал). Отже, незважаючи на більші енергетичні затрати основного обміну загальні енергетичні затрати у школяра 13 років будуть меншими через різницю у масі.
Крім енергетичних потреб організму існують харчові потреби в речовинах, що затрачаються на ріст та відновлення клітин, тканин та органів. Ці «будівельні» потреби в організмі людини пов’язані, здебільшого, з білками. Потреба людини в білках визначається її масою, віком і рівнем активності. Чим менший вік, тим більше білка необхідно на 1 кг маси тіла. Так, грудній дитині потрібно на добу 4 г білка на 1 кг маси, підлітку – близько 2 г, а дорослому – лише 1,0-1,2 г. Фізична праця, заняття спортом потребують збільшення споживання білків на 20 % від загальних норм.
Отже харчові та енергетичні потреби організму пов’язані з поживними речовинами, які здійснюють енергетичну та будівельну функції їжі.
ДІЯЛЬНІСТЬ
ЗАВДАННЯ НА ЗАСТОСУВАННЯ ЗНАНЬ
Визначення енергетичних та харчових потреб організму для складання харчового раціону
Завдання 1. Визначте загальні енергетичні потреби власного організму: Розрахунок затрат основного обміну можна здійснити за формулою:
Розрахунок енергетичних затрат функціонального обміну за умови певної діяльності проведіть з допомогою таблиці «Затрати енергії залежно від навантаження»:
Ефіз = витрати на вид діяльності (у кДж) · тривалість діяльності (у год) · маса вашого організму (у кг)
Розрахунок загальних енергетичних потреб власного організму виконайте за формулою:
ЗАТРАТИ ЕНЕРГІЇ ЗАЛЕЖНО ВІД НАВАНТАЖЕННЯ
Вид діяльності
Затрати енергії, кДж
§ 6. ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ ТА ОБМІН РЕЧОВИН. ЇЖА ЛЮДИНИ
Основні поняття й ключові терміни: ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ. Харчові продукти. Харчові потреби. Енергетичні потреби.
Пригадайте!
Що таке гетеротрофне живлення тварин?
Поміркуйте!
Їжею є все, що споживає людина для забезпечення життєдіяльності. Але рідко хто розуміє, що найкориснішими для людини є натуральні продукти, тому що вони містять. енергію Сонця. Чи можете ви пояснити це твердження?
ЗМІСТ
Яке значення має харчування для організму людини?
ХАРЧУВАННЯ ЛЮДИНИ – сукупність процесів, які забезпечують потрапляння до організму їжі з речовинами, що необхідні для нормальної життєдіяльності. Це один з чинників середовища, який істотно впливає на здоров’я, працездатність і тривалість життя організму людини. У процесі харчування людина отримує готові органічні речовини. Більшість із них утворюються в рослинах, які використовують для цього сонячну енергію.
Яке ж значення має харчування для організму? Під час перетравлювання їжі виділяється енергія, яка затрачається на забезпечення життєдіяльності організму (енергетична функція). Речовини у складі їжі використовуються для побудови клітин, тканин, органів, їхнього оновлення (харчова функція). Їжа містить речовини (наприклад, вітаміни, клітковина), які беруть участь у регуляції обміну речовин (регуляторна функція). Хімічні речовини їжі несуть інформацію для організму, нехтування якою може призвести до отруєння. Це інформація про особливості їжі. Вона оцінюється смаковими рецепторами язика і впливає на поведінку людини (інформативна функція). В їжі досить часто наявні й лікувальні речовини, що захищають наш організм і перешкоджають розвитку хвороб (захисна функція). Яскравим прикладом такої їжі є бджолиний мед.
Іл. 14. Мед – природний ідеальний продукт харчування
Отже, харчування є початковим етапом обміну речовин, енергії та інформації організму із середовищем. Воно виконує енергетичну, харчову, регуляторну, інформативну та захисну функції.
Із чого складається їжа людини?
Харчові продукти – це компоненти їжі, що використовуються в натуральному або переробленому, зміненому або незмінному вигляді. За походженням харчові продукти поділяють на тваринні (м’ясні, молочні, рибні), рослинні (із зернових, фруктових, овочевих, прянощі із пряних рослин), мікробіологічні (яблучний оцет, лимонна кислота), мінеральні (кухонна сіль, йодована сіль). За хімічним складом розрізняють білкові, жирові, вуглеводні продукти. До харчових продуктів відносять також напої, кондитерські вироби, смакові (есенції, прянощі) та харчові (ароматизатори, розпушувачі) добавки.
За сучасною класифікацією харчові продукти поділяють на групи: 1) традиційні (натуральні незмінені рослинні й тваринні); 2) функціональні (змінені, що забезпечують активність органів, знижують ризик захворювань); 3) спеціальні (змінені дієтичні продукти, харчові добавки, продукти для спортсменів); 4) продукти для харчування дітей. Окрім того, в сучасній термінології для характеристики їжі існують ще й такі поняття, як органічні продукти, екологічно чисті продукти, генетично модифіковані продукти та ін.
Харчові продукти характеризує їхня харчова та енергетична цінність. Харчова цінність окремого продукту визначається наявністю й співвідношеннями в його складі поживних речовин. Калорійність їжі, або енергетична цінність харчових продуктів, – кількість енергії, яка утворюється в результаті окиснення жирів, білків, вуглеводів, що містяться в харчових продуктах, і затрачається на фізіологічні функції організму.
У складі харчових продуктів є поживні й додаткові речовини.
Таблиця 3. СКЛАД ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ
Склад харчових продуктів
Поживні речовини (харчова та енергетична функції)
Додаткові речовини (захисна, регуляторна, інформативна функції)
Білки (розщеплюються на амінокислоти)
1 г білків при окисненні виділяє 17,6 кДж енергії
Жири (розщеплюються на жирні кислоти й гліцерол)
1 г жирів при окисненні виділяє 38,9 кДж енергії
Вуглеводи (розщеплюються до моносахаридів)
1 г вуглеводів при окисненні виділяє 17,6 кДж енергії
Вода. Мінеральні речовини. Органічні кислоти. Клітковина. Пектини. Вітаміни. Харчові добавки. Смакові добавки
Отже, компонентами їжі є харчові продукти різного походження, а складовими частинами харчових продуктів є поживні та додаткові речовини.
Які енергетичні та харчові потреби людини?
Загальна потреба людини в білках, жирах, вуглеводах залежить передусім від потреб в енергії. Ці енергетичні потреби виражають у кілоджоулях (кДж) чи кілокалоріях (1 кДж ≈ 0,24 ккал). Основними джерелами енергії для людини є вуглеводи та жири.
Організм людини затрачає енергію на забезпечення життєдіяльності в умовах спокою (основний обмін) та фізичної активності (функціональний обмін). Загальні енергетичні потреби залежать від статі, віку, зросту, маси тіла, навантаження на організм тощо. Наприклад, у жінок енергетичні потреби майже на 15 % нижчі, ніж у чоловіків.
Кількість енергії (основного обміну) в стані спокою (Еосн) у дорослих людей визначається з розрахунку Еосн = 4,2 кДж/кг/год. Так, для юнака віком 20 років, зростом 175 см і масою 70 кг необхідно близько Еосн = 7 060 кДж/кг/год на добу (1 700 ккал). Кількість енергії (функціонального обміну) за умови розумової діяльності упродовж 12 год із затратами 6,3 кДж/кг/год становить близько 5 300 кДж. Отже, загальні енергетичні затрати енергії (Езаг = Еосн + Ефіз) для юнака віком 20 років становитимуть: Езаг = 7 060 кДж + 5 300 кДж = 12 360 кДж на добу.
Кількість енергії (основного обміну) в дітей буде більшою: у віці до 5 років за 1 год на 1 кг маси тіла затрачається близько 14 кДж/кг/год, у віці 11-13 років – близько 9 кДж/кг/год, у віці 14-15 років – близько 6 кДж кДж/кг/год. Тоді, наприклад, у школяра віком 13 років, масою 40 кг загальні енергетичні затрати на добу для розумової діяльності становитимуть: Езаг = 8 640 кДж/кг/год + 3 020 кДж/кг/год = 1 660 кДж (2 800 ккал). Отже, незважаючи на більші енергетичні затрати основного обміну загальні енергетичні затрати у школяра 13 років будуть меншими через різницю у масі.
Крім енергетичних потреб організму існують харчові потреби в речовинах, що затрачаються на ріст та відновлення клітин, тканин та органів. Ці «будівельні» потреби в організмі людини пов’язані з білками. Потреба людини в білках визначається її масою, віком і рівнем активності. Чим менший вік, тим більше білка необхідно на 1 кг маси тіла. Так, грудній дитині потрібно на добу 4 г білка на 1 кг маси, підлітку – близько 2 г, а дорослому – лише 1,0-1,2 г. Фізична праця, заняття спортом потребують збільшення споживання білків на 20 % від загальної норми.
Отже, харчові та енергетичні потреби організму забезпечують речовини у складі їжі.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Харчова промисловість
Рослинні жири, або олії (лат. oleum – оливкова олія) – цінний харчовий продукт, який добувають з насіння або плодів деяких рослин. Домішки пігментів зумовлюють колір олії: жовтий, бурштиновий, коричневий, зеленуватий. Усі рослинні олії за способом виробництва поділяють на 2 види – нерафіновані (натуральні) та рафіновані (дезодоровані). Останні в процесі очищення звільняються від усіх домішок і запаху, а разом із тим і від усього корисного. Найуживанішими натуральними оліями є соняшникова й оливкова. Що визначає високу харчову цінність олій?
Завдання на застосування знань
Визначення енергетичних та харчових потреб організму для складання харчового раціону
Завдання 1. Визначте загальні енергетичні потреби власного організму.
Розрахунок затрат основного обміну можна здійснити за формулою:
Ео = Егод х 24 год х маса організму.
Розрахунок енергетичних затрат функціонального обміну за умови певної діяльності проведіть за допомогою таблиці «Затрати енергії залежно від навантаження»:
Ефіз = витрати на вид діяльності (у кДж) х тривалість діяльності (у год) х маса вашого організму (у кг).
Розрахунок загальних енергетичних потреб власного організму виконайте за формулою:
Завдання 2. Визначте харчові потреби вашого організму в поживних речовинах, необхідних для забезпечення енергією визначених енергетичних потреб вашого організму.
Масова частка білків, жирів і вуглеводів у забезпеченні енергетичних затрат становить 15 % : 30 % : 55 %. Визначте кількість енергії у ваших загальних енергетичних затратах, яка буде поповнюватися в результаті окиснення білків, жирів та вуглеводів:
Енергетична цінність поживних речовин становить: 1 г білків = 17,6 кДж; 1 г жирів = 39 кДж; 1 г вуглеводів = 17,6 кДж. Скільки грамів білків, жирів та вуглеводів потрібно для забезпечення ваших загальних енергетичних витрат?
ВИТРАТИ ЕНЕРГІЇ ЗАЛЕЖНО ВІД НАВАНТАЖЕННЯ
Вид діяльності
Затрати енергії, кДЖ