Микронутриенты

Микронутриенты (МН) – этохимические элементы, поступающие в организм человека с пищей в очень малых количествах. Содержание их в живых организмах составляет10^-3-10^-2%.Безопасные уровни потребления микронутриентов представлены в табл.15.

Таблица 15

Безопасные уровни потребления микронутриентов (в сутки)

Группы населения	Возраст	Микронутриенты
Медь, мг	Марганец,мг	Фтор, мг	Хром, мкг	Молибден, мкг
Дети	0 - 5 мес. 6 мес. -1 год 1 - 3 года 4 - 6 лет 7 - 10 лет 11 и старше	0,4 - 0,6 0,6 - 0,7 0,7 - 1,0 1,0 - 1,5 1,0 - 2,0 1,5 - 2,5	0,3 - 0,6 0,6 - 1,0 1,0 - 1,5 1.5 - 2,0 2,0 - 3,0 2,0 - 5,0	0,1 - 0,5 0,2 - 1,0 0,5 - 1,5 1,0 - 2,5 1,5 - 2,5 1,5 - 2,5	14 - 40 20 - 60 20 - 80 30 - 120 50 - 200 50 - 200	15 - 30 20 - 40 25 - 50 30 - 75 50 - 150 75 - 250
Взрослые	1,5 - 3,0	2,0 - 5,0	1,5 - 4,0	50 - 200	75 - 250

Никель:

Никель признан незаменимым микроэлементом относительно недавно. В настоящее время установлена его роль в качестве кофермента в процессах метаболизма железа. Увеличение поступления в организм железа сопровождается увеличением потребности в пищевом никеле. Никель также способствует усвоению меди – еще одного незаменимого для кроветворения элемента.

Важность пищевого или выделенного из натуральных продуктов никеля подчеркивается тем, что синтетические соединения данного элемента относятся к канцерогенным веществам.

Таблица 16

Суточная потребность в элементах

Элемент	Суточная потребность в мг
К	1850 - 5500
Na	1100 - 3300
Ca	800 - 1200
P	800 – 1200
Mg	350 – 400
Fe	мужчины - 10, женщины – 18
Zn	15
Mn	2,5 – 5
Cu	2 – 3
Mo	0,15 - 0,5
Cr	0,05 - 0,2
Se	0,05 - 0,2
I	0,15

Никель присутствует в большинстве пищевых продуктах, однако в концентрациях меньше 1 мг/кг. Мало известно о химической форме никеля в пищевых продуктах, хотя он, возможно, частично образует комплексы с фитиновой кислотой. Поступление никеля с пищей, по имеющимся данным, варьируется от менее чем 200 до 900 мкг/сут. С обычной диетой поступает около 400 мкг/сут. Было показано, что в винах и в пиве содержание никеля равно, соответственно, 100 и 150 мкг/л.

Йод:

Йод – единственный из известных микроэлементов, который участвует в образовании гормонов, в частности гормона щитовидной железы – тироксина. В организме взрослого человека содержится 20-50 мг йода, третья часть которого сконцентрирована в щитовидной железе.

Физиологическая потребность в йоде (мг/сутки) составляет: у взрослого человека – 0,15, беременных и кормящих женщин соответственно 0,03 и 0,05 (дополнительно к норме), детей и подростков: до 6 мес. 0,04; 7-12 мес. – 0,05; 1-3 года – 0,06; 4-6 лет – 0,07; 6 лет (школьники) – 0,08; 7-13 лет – 0,10; 14-17 лет – 0,13.

Потребность в йоде колеблется в пределах 100-150 мкг. в день. Содержание йода в пищевых продуктах обычно невелико (4-15 мкг %). Наиболее богаты йодом продукты моря. Так, в морской рыбе его содержится около 50 мкг/100 г, в печени трески до 800, в морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора от 50 мкг до 70000 мкг/100 г продукта, сухой ламинарии составляет до 800 мг/100 г. Но надо учесть, что при длительном хранении и тепловой обработке пищи значительная часть иода (от 20 до 60%) теряется.

Основные источники йода: морская рыба, водоросли, морские продукты, молочные и зерновые изделия, листья шпината из всех растений имеют самое высокое его содержание.

Цинк:

Цинк играет в организме человека и животных не менее важную роль, чем железо.

Все соли цинка обладают высокой токсичностью для человека, особенно сульфаты и хлориды. Хлориды, сульфаты, как и окись цинка, могут возникнуть при хранении пищевых продуктов в цинковой и оцинкованной посуде.

Суточная потребность человека в цинке 12-16 мг для взрослых и 4-6 мг для детей.

Источники цинка: нежирное мясо, печень, яйца, морские продукты (в основном устрицы), ржаной хлеб (табл.17).

Цинк поступает в организм в основном и пищей. Значительное его количество отмечается в продуктах животного происхождения. Его содержание в пищевых продуктах обычно колеблется в пределах 150-25000 мкг. Однако в печени, мясе и бобовых оно достигает 3000-5000 мкг.

В малых количествах он находится в молоке (женское молоко содержит 1,3-1,4 мг цинка в 1 л, козье и коровье 2,3-3,9 мг).

Суточная потребность в цинке 8000-22000 мкг. Она вполне удовлетворяется обычным рационом. Среднесуточное поступление цинка только с питьевой водой составляет порядка 400 мкг.

Фтор:

Фтор попадает в организм с растительной и животной пищей.

Практически все пищевые продукты содержат хотя бы микроколичества этого элемента. Все виды растительности содержат некоторое количество фтора, которое они получают из почвы и воды.

В местностях с нормальным содержанием фтора в почве человек потребляет в день с водой около 1 мг/л. В среднем человек с пищей получает около 0,2-0,3 мг фтора в день.

Источники фтора: рыбные продукты, чай и, в зависимости от содержания солей фтора в воде, обработанные продукты и овощи.

В отдельных продуктах, в частности, в рыбе, некоторых овощах и чае обнаруживаются высокие уровни содержания фтора. Применение фторированной воды на предприятиях пищевой промышленности может нередко удваивать уровень содержания фтора в готовых продуктах.

Коровье молоко содержит 0,1-0,2 мг фтора на 1 л.

Таблица 29

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения цинком,

либо для ограничения их потребления

Продукт	Zn, мг/100 г продукта
Устрицы	100 - 400
Дрожжи пивные	8 - 30
Пшеничные зародыши	13,30
Внутренности животного	15 - 23
Черника	10
Семя тыквы	10
Грибы	4 - 10
Овсяные хлопья, овес	4,5 - 7,6
Лук	1,4 - 8,5
Подсолнечник (семена)	5,0
Чечевица	5,0
Соя	4,9
Сыр «Эдам»	4,9
Пшеница	4,1
Сухие сливки	4,1
Зеленый горошек	3 - 5
Какао	3 - 5
Крабы	2 - 3
Мясо	2 - 5
Яичный желток	2,5 - 4
Рожь	2,5
Макароны с яйцом	2 - 3
Кукуруза	2,5
Орехи	2,7 - 3,0
Рис неочищенный	2
Рыба	1,0

Медь:

Токсическим действием обладают любые растворимые соединения меди. Дозы медного купороса, превышающие 0,6 г могут оказывать вредное влияние и вызывать рвоту. Дозы в 1-2 г медного купороса вызывают тяжелые симптомы отравления со смертельным исходом, 10 мг меди являются предельно-допустимой дозой для человека в сутки. Неорганические соли меди ничтожной концентрации, проникая в организм, вызывают гемолиз и агглютинацию эритроцитов.

Токсичность меди можно понизить путем приема МоО₄^2–, SO₄^2– и Zn²⁺.

Общее содержание меди в организме человека 100-150 мг. В печени взрослых людей содержится в среднем 35 мг меди на 1 кг сухого веса. Потребность меди для взрослого человека составляет 2 мг в день (около 0,035 мг на 1 кг веса). Потребность грудного младенца в меди достигает 0,1 мг на 1 кг веса тела. В обычных условиях пища человека содержит достаточно меди; в питьевой воде содержится 0,1 мг меди на литр.

Источники меди: печень, яичный желток, устрицы, орехи, почки, печень, ржаной хлеб, сушеные бобовые плоды (табл.18).

Таблица 18

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения медью

Продукт	Cu, мг/100 г продукта
Огурцы	8,4
Печень свиная	3,6 - 7,6
Орехи (фундук)	2,8 - 3,7
Какао	3,9
Пивные дрожжи	3,3
Шоколад	1,1 - 2,7
Плоды шиповника	1,8
Сыр	1,17
Пшеничные отруби, пшеничные зародыши	0,95 - 1,55
Птица	0,1 - 0,45
Яйца	0,05 - 0,23
Грибы	0,2 - 1,0
Рыба	0,10 - 0,55
Грецкий орех	0,88
Зелень	0,85

Железо:

Средний пищевой рацион человека содержит не менее 20 мг железа.

Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 70-4000 мкг/100 г.

Источники железа: печень, мясо, рыба, ржаной хлеб, абрикосы, изюм, темные листовые овощи (табл.19). Однако в легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/100 г продукта), яичном желтке.

Наиболее высокое содержание железа в печени, почках, бобовых культурах 6000-20000 мкг/100 г.

Марганец:

Марганец активирует многие ферменты: дипептидазы, аргиназу, карбоксилазу, каталазу, оксидазы, фосфатазы.

Марганец почти нетоксичен, особенно в форме иона Mn²⁺. Перманганат-ион МnО₄^2– токсичен из-за своей окислительной способности.

Потребность в марганце составляет 0,2-0,3 мг на 1 кг веса человека в день.

Для взрослого организма необходимо в сутки 0,1 мг, для детского 0,2-0,3 мг марганца на 1 кг веса тела. В организм человека марганец поступает с пищей, как растительной, так и животной.

Источники марганца: орехи, ржаной хлеб, зеленые листовые овощи, сушеные бобовые плоды, чай (табл.32).

В коровьем молоке содержится марганца 0,02-0,03 мг/л, в козьем 0,05 мг/л. Очень богаты марганцем растительные соки.

Больше всего марганца содержится в клюкве и чае, немного меньше в каштанах, какао, овощах, фруктах (100-200 мкг/100 г).

Хром.

Хром элемент, необходимый для глюкозного и липидного обмена, утилизации аминокислот некоторыми системами.

Таблица 19

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения железом

Продукт	Fe, мг/100 г продукта
Тимьян	22
Печень свиная	20
Бобы	20 - 10
Грибы	до 17
Пищевые дрожжи	17
Какао	12
Соевая мука	12 - 9
Семя тыквы	11,2
Почки говяжьи, свиные	10
Мясо (говядина)	9
Зелень	9
Соя	8,6
Пшеничные зародыши	8,1
Мясо (индюк)	8,0
Семена сезам	9,0
Фисташки	7,3
Чечевица	6,9
Семена подсолнечника	6,3
Печеночный паштет	5,3
Легкие, сердце (говядина)	5,0
Шпинат	4
Пшеничная мука	4
Топинамбур	3,7
Ржаной хлеб	3
Мозг	3
Кукуруза	2,4
Морская рыба	2,4
Свиное сало	2,3
Морковь	2,1
Яйцо	2,0
Мясо (утка, курица)	2,0

 

Сегодня принято считать нормой потребления около 150 мг хрома в сутки.

Продукты питания значительно варьируются по уровням содержания хрома, которые лежат в диапазоне от 20 до 550 мкг/кг. Богатыми источниками хрома являются пивные дрожжи, печень (10-80 мкг/100 г). В меньших количествах этот элемент содержится в картофеле с кожурой, говядине, свежих овощах, хлебе из муки грубого помола, сыре.

Таблица 20

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения марганцом

Продукт	Mn, мг/100 продукта
Мука пшеничная	2,7
Хлеб: Ржаной Пшеничный	1,5 1,2
Крупа: Гречневая Пшено	1,5 1,1
Фасоль	1,4
Горох	1,3
Хрен	1,3
Свекла	0,65
Укроп	0,8
Малина	0,9
Смородина черная	0,6
Печень говяжья	0,3
Почки говяжьи	0,16

 

Кобальт:

Кобальт известен как необходимый компонент витамина В₁₂, хелатированный в комплексный корриновый макроцикл четырьмя связанными пиррольными кольцами. Суточная потребность человека в витамине В₁₂ составляет всего 3 мкг, а недостаток его имеет следствием анемию и остановку роста.

Основные источники кобальта: печень, говяжья печень, фасоль, чеснок, молоко (табл.21).

Селен

Токсичность селена связана с его способностью замещать в сульфогруппах аминокислот (цистине, цистеине и метионине) серу.

Элементарный селен малотоксичен, даже прием 4 г не вызывает отравления. Соединения селена ядовиты.

Источники селена: рыба, мясо, хлеб, зерновые изделия (табл.22).

Молибден:

Молибден поддерживает использование резервов железа в печени и имеет большое значение для нормального функционирования определенных энзимов.

Он не считается особо токсичным металлом. Молибденовая токсичность находится на уровне медной или серной токсичности. Молибден, как правило, встречается в виде Мо(VI), и молибдата МоО₄^2–.

Общее количество молибдена в организме взрослого человека составляет порядка 7 мг. Его содержание в крови составляет около 0,5 мкг на 100 мл.

Роль молибдена в пище человека точно не доказана. Основные его источники: мясо, зерновые изделия, бобовые.

Таблица 21

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения кобальтом

Продукт	Co, мг/100 г продукта
Печень говяжья	8
Фасоль и горох	8
Чеснок	8
Молоко	7
Мясо (свиное)	5
Почки говяжьи	5
Рыба речная	5
Свекла	4
Салат	4
Петрушка	4
Малина	4
Смородина черная	4
Перец красный	4
Крупа гречневая	3
Пшено	3
Мясо (говяжье)	2
Яйца	2

 

Таблица 22

Пищевые продукты, рекомендуемые для обогащения селеном

Продукт	Se, мг/100 г продукта
Кокос	0,81
Фисташки	0,45
Свиное сало	0,2 - 0,4
Чеснок	0,2 - 0,4
Морская рыба	0,02 - 0,2
Пшеничные отруби	0,11
Белые грибы	0,10
Яйца	0,07 - 0,10
Соя	0,06
Пшенично-ржаной хлеб	0,06
Печень	0,04 - 00,06
Рис неочищенный	0,01 - 0,07
Говяжье сердце	0,045
Мясо (говядина)	0,010 - 0,35
Чечевица	0,06
Семена подсолнуха	0,07

 

Вопросы

1. Какие факторы, показатели и ингредиенты влияют на качество пищевых продуктов?

2. Дайте определение пищевой, энергетической и биологической ценности.

3. Какова функциональная роль витаминов, углеводов, липидов, белков в питании и организме человека и их классификация?

4. С помощью какого показателя оценивается биологическая ценность пищевых белков?

5. Как рассчитывается энергетическая ценность пищевого продукта?

6. Какой показатель является наиболее существенным для определения анаболической эффективности пищевого белка?

7. Какие элементы относятся к макро- и микронутриентам?

8. Что такое эссенциальные микронутриенты?

Тесты

1. Что такое пищевая ценность продукта?

а) совокупность свойств пищевого продукта;

б) интегральный показатель, оценивающий в пищевых продуктах содержание углеводов, белков, витаминов, макро- и микронутриентов;

в) совокупность свойств пищевого продукта, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в необходимых веществах и энергии.

2. Дайте определение биологической ценности пищевого продукта.

а) показатель качества пищевого белка;

б) показатель, оценивающий аминокислотный состав пищевого продукта;

в) показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

3. Дайте определение энергетической ценности пищевого продукта.

а) свойство пищевого продукта, определяющее его пищевую ценность;

б) показатель, оценивающий калорийность пищевого продукта, т.е. долю энергии, которая может высвобождаться из макронутриентов в ходе биологического окисления;

в) показатель, оценивающий энергетическую потребность человека.

4. К каким веществам относятся витамины?

а) жирорастворимым;

б) водорастворимым;

в) жиро- и водорастворимым, обладающих высокой биологической активностью.

5. Что такое белки?

а) высокомолекулярные соединения, состоящие из 80 различных аминокислот;

б) низкомолекулярные соединения;

в) вещества, являющиеся активными ферментами.

ГЛАВА 4. Классификация контаминантов-загрязнителей и их токсиколого-гигиеническая характеристика

В результате техногенной деятельности человека в биосфере образуется множество вредных поллютантов неорганической и органической природы (ксенобиотиков), обладающих высокой токсичностью и канцерогенностью. Попадая в природные среды, биоаккумулируясь и биоконцентрируясь в них, они представляют реальную угрозу для человека, поскольку обладают высокой подвижностью и миграционной способностью, благодаря чему легко проникают из окружающей среды в организм человека по пищевым цепям (рис.1).

Ассортимент контаминантов-загрязнителей пищевых продуктов и продовольственного сырья весьма разнообразен. К ним относятся обычные компоненты в избыточных количествах, антиалиментарные компоненты, необычные компоненты из новых источников сырья, компоненты с выраженной фармакологической активностью, антропогенные и биологические контаминанты, пищевые добавки (рис.2).

Степень токсикологического воздействия контаминантов-загрязнителей на живой организм определяется специфичностью их биогеохимических свойств: комплексообразующей способностью, подвижностью, биохимической активностью, минеральной и органической формами распространения, склонностью к гидролизу, растворимостью, эффективностью накопления, склонностью к биоконцентрированию и биоаккумулированию, эффективностью накопления.

Окружающая среда

животные

растения

водные
организмы

человек

Рис.1. Поступление ксенобиотиков из окружающей среды в
организм человека по пищевым цепям.

Существует следующая классификация контаминантов-загрязнителей:

контаминанты-загрязнители антропогенного происхождения;·

природные контаминанты-загрязнители;·

контаминанты-загрязнители, применяемые в растениеводстве;·

контаминанты-загрязнители, применяемые в животноводстве.·

Рассмотрим более подробно токсиколого-гигиенические характеристики этих контаминантов-загрязнителей.

Пища

 

Природные компоненты пищи, оказывающие вредное воздействие

I

Вещества из окружающей среды
(контаминанты)

II

Специально вносимые вещества по технологическим соображениям

III

Биологические

(природные)

Химические (антропогенные)

Обычные компоненты в избыточных количествах

Необычные компоненты из новых источников сырья

Пищевые добавки

Антиалиментарные компоненты

Компоненты с выраженной фармакологической активностью

Токсические компоненты

Рис.2. Классификация посторонних и вредных веществ пищи.

4.1. Контаминанты-загрязнители антропогенного происхождения

Наиболее приоритетными для химико-токсикологического анализа являются контаминанты-загрязнители антропогенного происхождения, поступающие в пищу из окружающей среды в результате техногенной деятельности человека. В основном это поллютанты химического происхождения. Среди них доминируют тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, медь, никель, кобальт, цинк, хром, висмут, олово, сурьма и др.), обладающие высокой миграционной способностью.