Пивоваров Ю.П. Гигиена и экология человека (курс лекций)
Подождите немного. Документ загружается.
171
Лекция 12
Значение витаминов в питании человека. Пищевые продукты —
источники витаминов
Уже давно человечество заметило, что при длительном однообразном
питании, в случаях исключения каких-то продуктов из рациона, особенно в
условиях длительных экспедиций, довольно часто возникали различные
заболевания. На первый взгляд не виделось первопричины. Однако с
накоплением этого опыта становилось ясно, что в пище присутствуют какие-то
специфические компоненты в очень небольших количествах, но обладающие
большим регулирующим действием на обмен веществ.
В 1880 г. русский ученый Николай Иванович Лунин, поставив
эксперимент на животных, высказал следующее: "Если невозможно обеспечить
жизнь белками, жирами, углеводами, минеральными солями и водой, то из
этого следует, что в пище содержатся и другие вещества, необходимые для
питания".
Позднее этот взгляд подтвердил в эксперименте голландский ученый
Эйкман при оценке характера питания заключенных, присланных из
метрополии на острова Ява и Морадур (Индонезия). Начиная питаться
полированным рисом, у заключенных быстро развивались явления
периферического полиневрита. И в то же время при использовании воды, в
которой рис предварительно замачивался, симптомы полиневрита смягчались.
В 1911 г. польский ученый Казимир Функ, помня о наблюдениях
Эйкмана, из настоя отрубей риса выделил вещество, содержащее аминную
группу, которое у подопытных животных приводило к исчезновению явлений
полиневрита. Функ назвал эту аминную группу "амином жизни", т.е.
"Витамин". Впоследствии, при открытии других витаминов, аминных групп не
обнаруживалось, но название "витамин" прочно вошло в лексику научных
172
исследований, неся определенную смысловую нагрузку.
В 1912 г. Гопкинс, использовав данные Лунина, Эйкмана, Функа и
собственные исследования, определенно высказал мысль, что все витамины
(или почти все) не синтезируются в организме. А все заболевания, связанные с
недостаточностью витаминов, следует считать болезнями пищевой
недостаточности.
"В настоящее время большинство витаминов — это низкомолекулярные
соединения органической природы, не синтезирующиеся в организме человека,
поступающие извне в составе пищи, не обладающие энергетическими и
пластическими свойствами и проявляющие биологическое действие в малых
дозах".
Биохимическая сущность витаминов, веществ разнообразных по своей
химической природе, сводится главным образом к осуществлению
каталитических функций. Находясь в составе ферментов, они катализируют
реакции превращения белков, жиров, углеводов, причем отдельные химические
процессы катализируются одновременно несколькими взаимодействующими
витаминами. При этом свои функции биокатализаторов витамины выполняют,
находясь в тканях организма в относительно малых количествах.
Свою столь активную роль в обменных процессах большинство
витаминов выполняют, находясь в составе ферментов. К настоящему времени
известно свыше 100 тканевых и клеточных ферментов, в состав которых входят
витамины и примерно столько же различных биохимических реакций,
невозможных без витаминов.
В состав специфического фермента витамины входят в виде
простетической группы небелкового порядка — кофермента, который вступает
в соединение с белковым ингредиентом — апоферментом, синтезируемым в
организме. Сами же витамины, как правило, в организме не синтезируются и
должны поступать извне, с пищей.
В настоящее время известно более 20 витаминов и витаминоподобных
веществ. Важнейшие из них сгруппированы в таблице 1 на основании
173
характера физиологического влияния на организм.
При нарушении обмена витаминов в организме могут наблюдаться такие
патологические состояния, как гиповитаминозы и авитаминозы.
Несмотря на то, что с момента открытия витаминов прошло более 100
лет, вопрос изучения роли последних до настоящего времени остается
актуальным. По данным ВОЗ, и в наши дни наблюдаются массовые
заболевания берибери, пеллагрой, рахитом, сезонные заболевания цингой. В
чистой форме авитаминозы не встречаются, однако гиповитаминозные
состояния наблюдают довольно часто (по данным ВОЗ, 80% населения земного
шара страдают гиповитаминозными состояниями).
Причины нарушения витаминного обмена довольно многообразны.
Принято выделять две основные группы факторов, обусловливающих развитие
витаминной недостаточности: экзогенные, внешние причины, приводящие к
первичным гипо- и авитаминозам; и эндогенные, внутренние,
обусловливающие развитие вторичных гипо- и авитаминозов.
По механизму развития витаминной недостаточности различают
несколько форм:
Алиментарная форма обусловлена недостаточным поступлением
витамина с пищей или возникает при нормальном поступлении витаминов, но
при нарушении соответствия компонентов в рационе. Так установлено, что
увеличение углеводов в рационе требует увеличения суточной нормы витамина
В
1
что, в свою очередь, увеличивает расход также витаминов В
2
и С. Однако,
несмотря на большую роль качественных нарушений режима питания,
основное практическое значение приобретают нарушения количественные,
связанные с понижением содержания отдельных витаминов в готовой пище.
Главнейшими причинами снижения количества отдельных витаминов в готовой
пище являются:
а) неправильное хранение продуктов, в том числе овощей, приводящее к
разрушению некоторых витаминов (особенно витамина С);
б) одностороннее питание, особенно с выключением овощей,
174
являющихся основными поставщиками витаминов С, Р и др.;
в) нарушение правил кулинарной обработки продуктов, которые вместе с
неудовлетворительным их хранением могут приводить к значительному
уменьшению количества витаминов в готовой пище;
г) неправильное хранение и задержка выдачи готовых блюд.
Обычно эти причины сочетаются между собой, наносят серьезный ущерб
содержанию витаминов в суточном рационе, приводя к развитию алиментарных
форм витаминной недостаточности.
Резорбционная форма обусловлена причинами внутреннего порядка.
Среди этих причин наибольшее внимание заслуживает частичное разрушение
витаминов в пищеварительном тракте и нарушение их всасывания Так
установлено, что при заболеваниях желудка, сопровождающихся понижением
кислотности желудочного сока, тиамин (т.е. В
1
, никотиновая кислота (витамин
РР), а также витамин С подвергаются значительному разрушению. При
резекции пилорического отдела желудка легко развивается пеллагра, т.е.
авиминоз РР, а при поражении дна желудка — гиперхромная анемия Аддисон-
Бирмера, являющаяся витамин 512-дефицитной анемией. При язвенной болезни
желудка и двенадцатиперстной кишки нарушается обмен витаминов А, С,
никотиновой кислоты, каротина. Различного рода заболевания кишечника
приводят к понижению всасывания различных витаминов, что также может
приводить к гиповитаминозам.
Дессимиляционная форма связана с физиологическими сдвигами в
обмене веществ, в том числе витаминов. Эта форма гиповитаминозов может
наблюдаться: при нарушении соотношения отдельных компонентов пищи (о
чем уже говорилось выше), при физической и нервной нагрузке, при работе в
условиях низкого парциального давления кислорода (например, в горной
местности), при работе в условиях высокой температуры, низкой температуры
(особенно при сочетании с УФЛ-недостаточностью), при ряде заболеваний
(особенно инфекционных), при лечении сульфаниламидами и антибиотиками (в
силу влияния на кишечную микрофлору и связанное с этим нарушение синтеза
бактерий отдельных витаминов).
Перейдем к детальному рассмотрению физиологической роли витаминов
и источников обеспечения ими организма человека. Как вам известно, все
витамины делятся на водорастворимые и жирорастворимые. Рассмотрим
первую группу. Наиболее важным витамином этой группы является витамин С.
175
Таблица 1.
Вызываемый эффект Название витамина Физиологический характер
Повышающие общую
резистентность организма
В
1
, В
2
, РР,
В
6
, А, С, Д
Регулируют функциональное состояние ЦНС, обмен веществ
и трофику тканей
Антигеморрагические С,Р,К Обеспечивают нормальную проницаемость и резистентность
кровеносных сосудов, повышают свертываемость крови
Антианемические В
12
, С, В
9
(фолиевая кислота) Нормализуют и стимулируют кроветворение
Антиинфекционные А, С, группа В Повышают устойчивость организма к инфекциям:
стимулируют выработку антител, усиливают фагоцитоз,
усиливают защитные свойства эпителия, нейтрализуют
токсическое действие возбудителя
Регулирующие зрение А, В
2
, С Обеспечивают адаптацию глаза к темноте, усиливают
остроту зрения, расширяют поле цветного зрения
Антиоксиданты С,Е Защищают структурные липиды от окисления
Таблица 2.
Влияние условий труда и заболеваний на потребность организма в витаминах
С (мг) В, (мг) В, (мг) РР (мг) А (мг) Д и Е
При среднем по тяжести физическом труде в обычных условиях
70 2 2,5 15 1,5 300
При работе на высоте 1500-3000 м
100-125 5-7 5 30-40 3-4 300-500
При работе на высоте свыше 3000 м
125-150 7-10 8 40-50 4-5 300-500
В условиях высокой температуры
с выполнением тяжелой работы (горячие цеха)
100-150 5-7 4-5 30 2-3 300-500
В условиях работы на Крайнем Севере
120-150 5 5 30-40 3 1000
При инфекционных заболеваниях
300-500 до 10 4-5 30-40 Д015 300-500
176
Витамин С. Витамин С играет важную роль в окислительно-
восстановительных процессах в организме. Способность аскорбиновой кислоты
окисляться связана с наличием диэтиловой группы. В процессе окисления
аскорбиновая кислота превращается в дегидроаскорбиновую, которая также
выполняет витаминную функцию, так как может восстанавливаться в
аскорбиновую кислоту (под действием глютатиона). Однако
дегидроаскорбиновая кислота — вещество малостойкое и продукты ее
превращения витаминными свойствами не обладают.
Аскорбиновая кислота оказывает специфическое влияние на стенки
капилляров. Недостаток ее ведет к увеличению проницаемости сосудистой
стенки, нарушению целостности опорных тканей мезенхимального
происхождения — фиброзной, хрящевой, костной, дентина. Благодаря своему
влиянию на процессы обмена тирозина и фенилаланина аскорбиновая кислота
регулирует обмен белков. Определенное влияние аскорбиновая кислота
оказывает и на обмен углеводов, хотя влияние это осуществляется не
непосредственно, а через сложную симпатико-адреналовую систему.
Аскорбиновая кислота оказывает влияние также на процессы
регенерации, на функциональное состояние ЦНС, обмен холестерина,
иммунобиологические реакции организма.
Естественный биологический комплекс витамина С состоит не только из
аскорбиновой кислоты. Он включает в себя Р-активные вещества, дубильные
вещества, органические кислоты, пектины, которые, с одной стороны,
способствуют сохранению аскорбиновой кислоты, с другой — усиливают ее
биологической действие.
Нормальное содержание витамина С (в крови 0,7-1 мг%) подвержено
большим колебаниям в зависимости от поступления его с пищей. В организме
взрослого здорового человека содержится около 5000 мг витамина С. Запасы
эти не пассивные, они активно участвуют в процессах обмена веществ. Больше
всего витамина С сосредоточено в печени, сердце, почках и ткани мозга,
лейкоцитах и железах внутренней секреции, что, очевидно, связано с более
интенсивным обменом веществ в этих органах.
Недостаточное поступление витамина С с пищей проявляется в форме
авитаминоза (цинги) или в виде С-гиповитаминозного состояния.
При гиповитаминозном состоянии имеются лишь субъективные
признаки, выражающиеся в понижении общего тонуса организма (слабость,
177
апатия, понижение работоспособности, быстрая утомляемость, сонливость).
Люди с гиповитаминозом С более подвержены заболеваниям, причем
заболевания эти протекают, как правило, более длительно и тяжело.
Особенно часто С-гиповитаминозные состояния возникают в период
повышенной потребности организма в витамине С: при беременности,
кормлении, усиленной физической и умственной работе, при инфекционных
заболеваниях и т.д. Чаще гиповитаминозы С можно наблюдать в весенние
месяцы, когда, с одной стороны, уменьшается употребление овощей, а с другой
— снижается содержание в них витаминов вследствии длительного хранения. К
тому же отмечено, что увеличение УФЛ-радиации, которая наблюдается в
весенние месяцы, приводит к повышенному расходу витамина С тканями
организма.
Суточная потребность (физиологическая норма) потребления зависит от
возраста, пола, среды обитания. Если говорить о взрослом населении, то эта
норма составляет: для женщин — 65 мг, мужчин —70 мг в сутки. Эта величина
в организме как бы делится на две составляющие. Первая — антискорбутная
величина (20-35 мг), т.е. чисто специфическое назначение для поддержания
резистентности сосудистой системы, и вторая — величина общего назначения
(35-40 мг) — для поддержания нормального состояния внутренней среды.
Потребность возрастает при интенсивных физических нагрузках (в том числе и
спортивных), при воздействии высоких и низких температур, при наличии
инфекционных заболеваний. Исследования, проведенные группой сотрудников
Института питания РАМН, показали, что у рабочих горячих цехов при обычном
содержании витамина С в пищевом рационе наблюдается дефицит этого
витамина в организме. Для обеспечения потребности организма в витамине С
его доза должна быть увеличена до 150 и даже 200 мг. Более высокие дозы
витамина С требуются и для обеспечения нормальных потребностей в этом
витамине у жителей Крайнего Севера. Так, Пушкина считает, что суточная доза
этого витамина для жителей Крайнего Севера должна быть не ниже 150-250 мг,
особенно для лиц, занятых тяжелым физическим трудом. Повышенная
178
потребность в витамине С наблюдается также у рабочих, имеющих контакт с
различными токсическими веществами (свинец, мышьяк, фосфор, бензол), а
также радиоактивными веществами. Проведенные в последние годы
исследования показали, что с развитием механизации и автоматизации
производственных процессов, снижающих энергетические траты, потребность
работающих в витаминах (в том числе в витамине С) не только не снижается, а,
наоборот, повышается, что связано с ростом нервно-психической нагрузки.
Источниками витамина С являются в основном продукты растительного
происхождения: фрукты, ягоды овощи. По количественному содержанию
витамина С все растительные продукты могут быть разбиты на три группы.
Первую группу составляют продукты, содержащие свыше 100мг% витамина С.
К ним относятся шиповник, зеленый горошек, грецкий орех, черная смородина,
красный перец, ягоды сибирской облепихи, брюссельская капуста.
Вторую группу составляют продукты, содержащие витамин С в
количествах от 50 до 100 мг%. Это красная и цветная капуста, клубника, ягоды
рябины.
И, наконец, к третьей группе относятся витамине носители средней и
слабой активности. Продукты это группы содержат не более 50мг% витамина
С. К витаминоносителям средней активности относятся: белокочанная капуста,
зеленый лук, цитрусовые, антоновские яблоки, зеленый горошек, малина,
томаты, брусника, а также продукты животного происхождения — кумыс (25
мг%), печень (20 мг%). К источникам витамина С слабой активности (до 10
мг%) относятся картофель, репчатый лук, морковь, огурцы, свекла.
Содержание витамина С в различных растительных продуктах может
варьировать в довольно широких пределах в зависимости от условий
выращивания почвы, сорта, климатического пояса. Установлено, что в овощах,
выращенных на Севере, содержание витамина С значительно ниже, чем в
овощах средней полосы. Вместе с тем у коренных жителей Крайнего Севера
авитаминоза С, как правило, не наблюдается. Это связано с тем, что на Севере
значительно выше содержание витамина С в продуктах животного
179
происхождения, составляющих основные продукты рациона питания местного
населения:
Продукт Содержание
мясо оленя 10 мг%
мясо рогатого скота 1-2 мг%
сердце оленя 12-22мг%
сердце рогатого скота 3,8 мг%
печень оленя 60-130 мг%
печень рогатого скота 6-20 мг%
рыба на севере 10 мг%
Большое значение в качестве источника витамина С на Севере имеют
местные дикорастущие растения, такие как шиповник, рябина, синика,
морошка и др. Большое количество витамина С можно получить из листьев
различных ягодников (малина, черника, черная смородина), где он содержится
до 600-700 мг%. Настои из листьев этих и ряда других ягод, а также из хвои
могут применяться для обеспечения потребности организма в витамине С в
случаях, когда получение его за счет естественных источников в рационе
(овощей, фруктов) не может быть по каким-то причинам достигнуто. Например,
в условиях длительных экспедиций, военно-полевых условиях и т.д.
Витамин С относится к наименее устойчивым витаминам. Как уже
указывалось выше, основным источником этого витамина являются овощи,
однако не следует забывать, что даже при достаточном содержании овощей в
пищевом рационе может наблюдаться витаминная недостаточность, так как при
неправильной кулинарной обработке содержание витамина С в них может
снижаться на 75-80 % и более.
Аскорбиновая кислота легко окисляется и при этом теряет свою
биологическую активность. Наиболее интенсивное ее окисление идет в
растворах, особенно со щелочной реакцией, в присутствии кислорода.
Процессу окисления витамина С способствуют соли тяжелых металлов, прежде
всего меди и железа. Поступая в воду из котлов при варке пищи, из посуды и
180
кухонного инвентаря, из водопроводной воды, соли этих металлов
катализируют процессы окисления аскорбиновой кислоты. На окисление
аскорбиновой кислоты влияют также ферменты (аскорбиназа и
аскорбиноксилаза), содержащиеся в растительных продуктах. От количества
данных ферментов в продукте в значительной мере зависит сохранность в нем
витамина С. Наибольшая активность этих ферментов отмечается при
температуре 30-50° С и прекращается при кипении продукта. Разрушают
витамин С и солнечные лучи. Так, уже рассеянный свет в течение 5-6 минут
разрушает 64% витамина С в молоке, а прямые солнечные лучи за это же время
разрушают до 90% аскорбиновой кислоты. При сушке плодов на солнце
витамин С разрушается почти полностью, вследствие чего сухофрукты
аскорбиновой кислоты не содержат. При сублимационной сушке ягод удается
сохранить некоторое количество витамина С, хотя и сниженное на 70-80%. К
низкой температуре аскорбиновая кислота достаточно устойчива, однако при
оттаивании разрушается очень интенсивно.
Большое значение для сохранения витамина С в продуктах имеет
правильная организация хранения овощей. Первым фактором, определяющим
потерю овощами витамина С, является время хранения. Установлено, что в
течение зимы овощи теряют до 45% витамина С. Однако степень разрушения
аскорбиновой кислоты зависит не только от времени хранения, но и от средней
температуры воздуха и доступа его в хранилище. Так, по данным Марха, в
среднем за 9 месяцев хранения томатной продукции потери витамина С
составляют: при 2° С — 10%, при 16-18° С — 20%, а при 37° С — около 64%.
Лучше других овощей сохраняет витамин С капуста. Квашеная капуста,
покрытая рассолом, в течение 6-7 месяцев почти не теряет витаминной
ценности. Такая же капуста в открытой посуде без рассола за 24 часа теряет
около 75% аскорбиновой кислоты. Замораживание капусты снижает
содержание витамина С на 20-40%, а при последующем ее оттаивании — до 70-
80%.
Неизбежная потеря витамина С происходит и при подготовке овощей к