Χημική Σύσταση Τροφίμων Σταύρος Λαλάς Θεοφάνης Γεωργόπουλος Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Τ.Ε.Ι. Λάρισας (Παράρτημα Καρδίτσας)

Συστατικά Τροφίμων Πρωτεΐνες Υδατάνθρακες Λιπίδια Βιταμίνες Μέταλλα Νερό

Πρωτεΐνες Κάθε ζωντανό κύτταρο περιέχει πρωτεΐνη. Σε αυτό οφείλεται, και το όνομα «Πρωτεΐνη» που παράγεται από την Ελληνική λέξη «πρωτεύων», για να υποδηλωθεί, ο μέγιστης σημασίας ρόλος των πρωτεϊνών για τη ζωή.

Αποτελούνται από μικρές μονάδες, τα αμινοξέα. Κατηγοριοποιούνται ως Πρώτης και Δεύτερης Κατηγορίας.

Λειτουργίες Πρωτεϊνών Ανάπτυξη νέων κυττάρων (τρίχες και αίμα). «Επισκευή» κατεστραμμένων κυττάρων. Παραγωγή θερμότητας και ενέργειας (τελευταία πηγή για τον οργανισμό). Παραγωγή σημαντικών χημικών του σώματος όπως ένζυμα, ορμόνες και αντισώματα.

Έλλειψη Πρωτεϊνών Καθυστέρηση ανάπτυξης στα παιδιά. Τα φθαρμένα κύτταρα δεν αντικαθίστανται. Δεν επουλώνονται οι πληγές. Δυσλειτουργία διαφόρων οργάνων λόγω της έλλειψης ορμονών/ενζύμων. Ευαισθησία σε ασθένειες λόγω της έλλειψης αντισωμάτων.

Τα φυτά χρησιμοποιούν για τη σύνθεση των απαραιτήτων, για τη ζωή και ανάπτυξη τους, αζωτούχων οργανικών ενώσεων ανόργανες πηγές αζώτου (αμμωνιακά, νιτρικά και νιτρώδη άλατα). Ο άνθρωπος και τα ανώτερα ζώα χρησιμοποιούν, κατά το πλείστο, αμινοξέα από διάφορες οργανικές πηγές για να οικοδομήσουν τις πρωτεΐνες και τις άλλες αζωτούχες ενώσεις, που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη και την κανονική λειτουργία του σώματος τους.

Οι ανάγκες του ανθρώπου και των άλλων ανωτέρων ζώων σε πρωτεΐνες και άλλες αζωτούχες ενώσεις, ικανοποιούνται άμεσα ή έμμεσα με τις φυτικές πρωτεΐνες. Συχνά οι πρωτεΐνες αυτές καταναλίσκονται από τα ζώα, όπου μεταβολίζονται προς τις δικές τους πρωτεΐνες και φθάνουν στον άνθρωπο αφού περάσουν μέσα από ένα ή περισσότερα ζώα. Οι πρωτεΐνες που παίρνουμε από τα ψάρια προέρχονται από φυτά με μια αλυσιδωτή διεργασία στην οποία μετέχουν προοδευτικά μικρότερα ψάρια, μέχρι των μικροσκοπικών εκείνων ψαριών, που τρέφονται αποκλειστικά με φυτά.

Για να συνθέσει ο άνθρωπος τις πρωτεΐνες του σώματος του πρέπει να υπάρχουν τα απαιτούμενα προς τούτο αμινοξέα. Ο αριθμός των αμινοξέων των πρωτεϊνών του σώματος ανέρχεται συνήθως σε 20. Μερικές όμως πρωτεΐνες, όπως π.χ. η θυρογλοβουλίνη, περιέχουν ένα ή περισσότερα ασυνήθη αμινοξέα.

Για τον άνθρωπο δεν είναι απαραίτητη η εισαγωγή και των είκοσι αυτών αμινοξέων. Ο ανθρώπινος οργανισμός είναι σε θέση να συνθέσει όλα τα παραπάνω αμινοξέα, πλην οκτώ. Τα 8 αμινοξέα αυτά ονομάζονται απαραίτητα (essential) και είναι τα εξής: Λευκίνη Ισολευκίνη Λυσίνη Βαλίνη Θρεονίνη Θρυπτοφάνη Φαινυλαλανίνη Μεθειονίνη Τα υπόλοιπα χαρακτηρίζονται σαν μη απαραίτητα (non-essential) αμινοξέα.

Αλλά και για τα μη απαραίτητα αμινοξέα απαιτείται κάποια πηγή αζώτου σε μορφή αμινομάδων. Οι αμινομάδες αυτές θα προέλθουν ασφαλώς από άλλα αμινοξέα και θα χρησιμοποιηθούν από τον οργανισμό για τη σύνθεση των αμινοξέων εκείνων που αυτός έχει ανάγκη. Η τροφή του ανθρώπου θα πρέπει να του εξασφαλίζει τα αμινοξέα που απαιτούνται για την σύνθεση των δικών του πρωτεϊνών. Δηλαδή, θα πρέπει να του εξασφαλίζει τόσον τις ανάγκες για τυχόν σύνθεση μη απαραίτητων αμινοξέων, όσον και τις ανάγκες αυτού σε απαραίτητα αμινοξέα.

Οι ανάγκες σε πρωτεΐνες του ανθρώπου καλύπτονται όχι μόνον με ζωικά αλλά και με φυτικά τρόφιμα. Στον πίνακα δίνεται η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες μερικών κοινών τροφίμων. Ζωικά τρόφιμα Πρωτεΐνη % Φυτικά τρόφιμα Τυρί 25 Σογιάλευρο 40 Κρέας 10 – 25 Αραχίδα 28 Ψάρια 14 – 18 Λευκό ψωμί 8 Μπέικον 10 – 15 Ρύζι 6 Αυγά 12 Φρέσκος αρακάς Γάλα 3 Πατάτες 2 Βούτυρο 1 Μπανάνες, πορτοκάλια

Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες μερικών τροφίμων φυτικής προέλευσης είναι πολύ υψηλή. Η αξία όμως ενός πρωτεϊνούχου τροφίμου δεν κρίνεται μόνο από την περιεκτικότητα του σε πρωτεΐνη αλλά και από την πεπτικότητα αυτής, καθώς επίσης και από το είδος και την ποσότητα των περιεχομένων απαραιτήτων αμινοξέων. Τα καλύτερα πρωτεϊνούχα τρόφιμα είναι εκείνα τα οποία παρέχουν όλα τα απαραίτητα αμινοξέα και μάλιστα στις αναλογίες στις οποίες τα έχει ανάγκη ο άνθρωπος. Κατά κανόνα, οι ζωικές πρωτεΐνες χαρακτηρίζονται από υψηλή θρεπτική αξία, ενώ οι φυτικές από χαμηλή. Υπάρχουν και εξαιρέσεις στον γενικό αυτό κανόνα, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

Περιεκτικότητα σε απαραίτητα αμινοξέα μερικών πρωτεϊνών. Αμινοξύ Καζεϊνογόνο (Γάλα ) Λακτοαλβουμίνη (Γάλα) Οβαλβουμίνη (Αυγά) Ζελατίνη (Οστά) Ζεΐνη (Καλαμπόκι) Γλυκινίνη (Σόγια) Διάφορες πρωτεΐνες (σιτάρι) Βαλίνη 6,9 5,8 7,5 2,9 4,0 4,6 4,1 Λευκίνη 9,2 12,9 9,4 3,3 21,1 8,1 5,9 Ισολευκίνη 5,6 6,1 7,4 1,2 5,0 5,7 3,6 Φαινυλαλανίνη 4,9 7,2 2,3 7,3 Θρεονίνη 4,8 5,4 4,5 2,1 2,6 3,0 Μεθειονίνη 1,6 4,4 0,8 1,4 1,1 1,0 Θρυπτοφάνη 1,7 1,3 0,0 Λυσίνη 8,2 10,8 6,3 0,2 2,5

Η ζωική πρωτεΐνη ζελατίνη έχει μικρή θρεπτική αξία, καθότι δεν περιέχει θρυπτοφάνη, ενώ η φυτική πρωτεΐνη της σόγιας χαρακτηρίζεται από μεγάλη θρεπτική αξία αφού περιέχει σε σημαντικά ποσοστά όλα τα απαραίτητα αμινοξέα. Επειδή στη διατροφή του ανθρώπου χρησιμοποιούνται κατά το πλείστο μίγματα πρωτεϊνών, η θρεπτική αξία μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης δεν έχει και τόση σημασία. Εκείνο που έχει σημασία είναι ότι, το λαμβανόμενο με τις τροφές μίγμα πρωτεϊνών θα πρέπει να εξασφαλίζει στον άνθρωπο όλα τα απαραίτητα αμινοξέα στα απαραίτητα ποσά.

Έτσι με συνδυασμό μιας πρωτεΐνης με μικρή θρεπτική αξία, λόγω ελλείψεως από αυτήν ενός απαραιτήτου αμινοξέος με μια άλλη πρωτεΐνη, επίσης μικρής θρεπτικής αξίας, αλλά από την οποία λείπει ένα άλλο αμινοξύ, θα προκύψει μίγμα με μεγάλη θρεπτική αξία. Π.χ. η ζελατίνη στερείται θρυπτοφάνης, αλλά είναι σχετικά πλούσια σε λυσίνη, ένα αμινοξύ που λείπει από το ψωμί. Συνεπώς τα δυο αυτά τρόφιμα αλληλοσυμπληρώνονται και συνιστούν μία τροφή με ικανοποιητική θρεπτική αξία. Υπάρχουν ορισμένα τρόφιμα, τα οποία θεωρούνται σαν πρωτεϊνούχα τρόφιμα όχι μόνο λόγω της μεγάλης περιεκτικότητας τους σε πρωτεΐνες, αλλά και γιατί οι πρωτεΐνες τους χαρακτηρίζονται από μεγάλη θρεπτική αξία. Σε αυτά περιλαμβάνονται το γάλα και τα προϊόντα αυτού, τα αυγά, το κρέας και τα ψάρια.

Υδατάνθρακες Οι υδατάνθρακες αποτελούν ένα σπουδαίο τμήμα της δίαιτας του ανθρώπου. Σε αυτούς συγκαταλέγεται μία ευρύτατη ποικιλία ουσιών: Απλά ζάχαρα με τις γνωστές φυσικοχημικές ιδιότητες (κρυσταλλική δομή, υδατοδιαλυτότητα, γλυκεία γεύση). Μεγαλομοριακοί μη ζαχαροειδείς πολυζαχαρίτες, όπως είναι το άμυλο, το γλυκογόνο, η κυτταρίνη, κτλ. Πολύπλοκες ουσίες του φυτικού βασιλείου (ημικυτταρίνες, πηκτινικές ύλες, κόμμεα) που τόση σημασία έχουν σήμερα στην τεχνολογία των τροφίμων.

Λιπίδια Τα λίπη και τα έλαια αποτελούν μια σπουδαιότατη πηγή ενέργειας για τον άνθρωπο. Η αξία τους σαν θρεπτικές ύλες έγκειται, και στο γεγονός ότι, μαζί με αυτά εισάγονται στον οργανισμό και άλλοι σπουδαίοι διαιτητικοί παράγοντες: Λιποδιαλυτές βιταμίνες (Α,D,Ε,Κ) Ορισμένα λιπαρά οξέα, στα οποία αποδίδεται σήμερα και βιταμινικός ρόλος: Λινελαϊκό (C18:2) Λινολενικό (C18:3) Αραχιδονικό οξύ (C20:4) Ακόμη, η παρουσία των λιπών ή ελαίων στις διάφορες τροφές συντελεί στην αύξηση της ικανότητας κορεσμού.

Τα λίπη και τα έλαια είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση Τα λίπη και τα έλαια είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση. Σχεδόν κάθε φυσική τροφή περιέχει σημαντικά ποσά από αυτά. Ακόμη και στα φρούτα και τα λαχανικά, που δεν θεωρούνται σαν πηγές λιπών ή ελαίων, βρίσκονται σε ποσοστό από 0,1 – 1%, περίπου. Πλούσιοι σε λίπη και έλαια είναι λίγοι μόνο φυτικοί καρποί. Για παράδειγμα: Eλιά ~19% Αραχίδα (αράπικα φιστίκια) 37-40% Σησάμι 47-56% Σπέρματα σόγιας 17-18% Ακατέργαστα σπέρματα βαμβακιού 15-20% Καρύδια 40-65% Φύτρα καλαμποκιού 40-50% Σπέρματα κακάο 55%. Σημαντικές πηγές λιπών ή ελαίων είναι επίσης και πολλά προϊόντα ζωικής προελεύσεως. Σε αυτά συγκαταλέγονται το γάλα, από όπου λαμβάνεται το βούτυρο, και οι διάφοροι λιπώδεις ιστοί των ζώων (χοίρου, βοοειδών, αιγοπροβάτων) και ιχθυέλαια.

Λειτουργίες Λιπαρών Δημιουργούν ένα μονωτικό στρώμα. Προστατεύουν τα ευαίσθητα όργανα. Δίνουν θερμότητα και ενέργεια ώστε να κρατήσει το σώμα τη σωστή θερμοκρασία (37oC). Είναι πηγή λιποδιαλυτών βιταμινών.

Έλλειψη Λιπαρών Σπάνια Έλλειψη λιποδιαλυτών βιταμινών.

Ιχνοστοιχεία Απαραίτητα είναι περίπου 20 ιχνοστοιχεία. Κάθε ένα έχει μια πολύ συγκεκριμένη λειτουργία. Βρίσκονται σε συγκεκριμένες τροφές. Είναι απαραίτητα σε μικροποσότητες.

Βιταμίνες Προέρχεται από τη λέξη «vita», που σημαίνει ζωή στα Λατινικά. Βρίσκονται σε πολλά διαφορετικά τρόφιμα σε μικροποσότητες. Αν μια μικρή ποικιλία τροφών χρησιμοποιείται στη διατροφή τότε υπάρχει πιθανότητα αβιταμίνωσης. Χωρίζονται σε λιποδιακυτές (π.χ. A, D, E, K) και υδατοδιαλυτές (πχ. C)

Νερό Είναι απολύτως απαραίτητο για τη ζωή. Πάνω από το 70% του σώματος είναι νερό. Η κύρια πηγή είναι το πόσιμο νερό αλλά και τα τρόφιμα. Τα φρούτα και τα πράσινα λαχανικά έχουν επίσης ψηλό ποσοστό νερού. Όλα τα τρόφιμα περιέχουν νερό.

Λειτουργίες του νερού Είναι το κύριο συστατικών όλων των υγρών του σώματος. Βοηθάει στη διάλυση των τροφών και την πέψη. Βοηθάει στην αποβολή των βλαβερών ουσιών από το σώμα. Ρυθμίζει την θερμοκρασία του σώματος με την εφίδρωση. Είναι πηγή διαλυμένων ιχνοστοιχείων.