Антипищевые вещества и возможные способы устранения их влияния

Ингибируемое пищевое вещество или фермент	Природный (антипищевой фактор)	Пищевой источник (условия действия)	Способы устранения влияния
Ферменты:
трипсин, химотрипсин, α-амилаза	Соответствующие антиферменты	Бобовые, белок куриного яйца, пшеница, другие злаки ( при употреблении в сыром виде)	Тепловая обработка
Аминокислоты:
лизин, триптофан и др.	Редуцирующие углеводы	Продукты, содержащие обе аминокислоты и подвергшихся совместной тепловой обработке	Рациональное сочетание продуктов; щадящая тепловая обработка
триптофан	Лейцин	Пшено (избыточное потреблении)	Умеренное потребление пшена
Витамины:
С (аскорбиновая Кислота)	Аскорбатоксидаза, полифеноксидазы, пероксидазы	Огурцы, капуста, тыква, кабачки, петрушка (листья и корень), картофель, лук зеленый, хрен, морковь, яблоки, некоторые другие овощи и фрукты (употребление в нарезанном виде)	Использование в целом виде, бланширование до нарезки продукта
	Хлорофилл	Карповые и другие виды рыб - при недостаточной тепловой обработке	Тепловая обработка
	Биофлавоноиды, ортодифенолы	Источники веществ с Р-витаминным действием: кофе, чай (избыточное потребление)	Ограничение потребления
	Окситиамин	Кислые ягоды, фрукты (длительное нагревание)	Щадящая тепловая обработка
РР (ниацин)	Индолилуксусная кислота, ацетипиридин	Кукуруза (однообразное питание)	Смешанное питание
Н (биотин)	Авидин	Яичный белок (употребление в сыром виде)	Тепловая обработка
А (ретинол)	Перегретые пищевые жиры, гидрогенизированные жир, спреды	Пищевые жиры (чрезмерная тепловая обработка)	Щадящая тепловая обработка жиров; дозированное потребление маргаринов, спредов
D (кальциферол)	Недостаточно идентифицированные вещества	Соя (недостаточная тепловая обработка)	Тепловая обработка
Е (токоферол)	Полиненасыщенные жирные кислоты	Растительные масла (избыточное потребление)	Потребление в пределах рекомендованных норм
	Неидентифицированные вещества	Фасоль, соя (недостаточная тепловая обработка)	Тепловая обработка
Минеральные вещества:
кальций, магний, некоторые другие катионы	Щавелевая кислота	Щавель, шпинат, ревень, инжир, черника, картофель (избыточное потребление)	Увеличение потребления источников усвояемого кальция и других катионов
	Фитин	Бобовые, некоторые крупы, отруби (избыточное потребление и недостаточная тепловая обработка)	Тепловая обработка
		Черный хлеб (избыточное потребление)	Потребление в пределах рекомендованной нормы
кальций, магний, натрий кальций	Кофеин	Кофе (избыточное потребление)	Умеренное потребление
	Избыток фосфора	Большинство продуктов массового потребления	Ежедневное потребление молока, молочных продуктов, творога, сыров
железо	Пищевые волокна	Отруби, черный хлеб, многие крупы, овощи, плоды (избыточное потребление)	Увеличение потребления источников усвояемого железа, витамина С, кальция, фосфора
йод	Дубильные вещества Серосодержащие соединения (зобогены или струмогены)	Чай (избыточное потребление). Капуста, турнепс, редис, некоторые бобовые, арахис (избыточное потребление)	Умеренное потребление. Ограниченное потребление при дефиците йода в пище

В группу антипищевых веществ входят антиферменты, антивитамины, деминерализующие вещества, другие соединения. Сведения об антипищевых веществах и возможных путях устранения их влияния представлены в табл.5.1.

Антиферменты – это вещества белковой природы, блокирующие активность ферментов (ингибиторы протеиназ). Они содержатся в сырых бобовых, яичном белке, пшенице, ячмене, а также других продуктах растительного и животного происхождения, не подвергшихся тепловой обработке.

В настоящее время изучены несколько десятков природных ингибиторов протеиназ, их первичная структура и механизм действия. Установлено их воздействие на пищеварительные ферменты, в частности, на пепсин, трипсин, α-амилазу.

Так, трипсиновые ингибиторы в зависимости от природы содержащейся в них диаминомонокарбоновой кислоты, подразделяются на два типа: аргининовый (соевый ингибитор Кунитца, ингибиторы пшеницы, кукурузы, ржи, ячменя, картофеля, овомукоид куриного яйца и др.) и лизиновый (соевый ингибитор Баумана - Бирка, овомукоиды яиц индейки, пингвинов, утки, а также ингибиторы, выделенные из молозива коровы).

Механизм действия этих антиалиментарных веществ заключается в образовании стойких энзимингибиторных комплексов и подавлении активности главных протеолитических ферментов поджелудочной железы: трипсина, химотрипсина и эластазы. Результатом такой блокады является снижение усвоения белковых веществ рациона.

Рассматриваемые ингибиторы растительного происхождения характеризуются относительно высокой термической устойчивостью, что несвойственно для белковых веществ. Например, полное разрушение соевого ингибитора трипсина достигается автоклавированием в течение 20-ти минутным при 115 °С или кипячением соевых бобов в течение 2-3 часов. Ингибиторы животного происхождения более чувствительны к тепловому воздействию.

В некоторых случаях тепловая обработка продовольственного сырья приводит к денатурации белковой молекулы антифермента, т. е. он влияет на пищеварение только при потреблении сырой пищи. Так, потребление сырых яиц в большом количестве может оказать отрицательное влияние на усвоение белка.

Антивитамины – вещества, блокирующие или разрушающие витамины. Согласно современным представлениям, к антивитаминам относят две группы соединений:

• конкурирующие с витаминами (механизм действия подобен антиметаболитам);

• способные модифицировать витамины, уменьшать их биологическую активность и приводить к их разрушению.

Антивитаминами для аскорбиновой кислоты являются окислительные ферменты - аскорбатоксидаза, полифенолксидазы и др. Особо сильное влияние оказывает аскорбатоксидаза, содержащаяся в овощах, фруктах и ягодах. Она катализирует реакцию окисления аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой.

В организме человека дегидроаскорбиновая кислота способна проявлять биологическую активность витамина С, восстанавливаясь под воздействием глутатионредуктазы. Вне организма она характеризуется высокой степенью термолабильности - полностью разрушается в нейтральной среде при 10-минутном нагревании до 60 °С, а в щелочной среде - при комнатной температуре. Поэтому учет активности аскорбатоксидазы имеет важное значение при решении ряда технологических вопросов, связанных с сохранением витаминов в пище.

Содержание и активность аскорбатоксидазы в различных продуктах питания не одинаковы. Наибольшее ее количество обнаружено в огурцах и кабачках, наименьшее - в моркови, свекле, помидорах, черной смородине и др.

Разложение аскорбиновой кислоты под воздействием аскорбатоксидазы и хлорофилла происходит наиболее активно при измельчении растительного сырья, когда нарушается целостность клетки и возникают благоприятные условия для взаимодействия фермента и субстрата. Смесь сырых размельченных овощей за 6 ч хранения теряет более половины аскорбиновой кислоты. Поэтому рекомендуют пить соки непосредственно после их изготовления или потреблять овощи, фрукты и ягоды в натуральном виде, избегая их измельчения и приготовления различных салатов.

Активность аскорбатоксидазы подавляется под влиянием флавоноидов уже в течение 1-3-минутного прогревания сырья при 100 °С, что необходимо учитывать в технологиях пищевых продуктов и кулинарных изделий.

Антивитамином для витамина В₁ (тиамина) является фермент тиаминаза. Наибольшее количество тиаминазы обнаружено у пресноводных рыб, в частности, у семейства карповых, сельдевых, корюшковых. У трески, наваги, бычков и ряда других морских рыб этот фермент полностью отсутствует.

Ингибиторы витамина В₆ (пиридоксина) обнаружены в съедобных грибах, некоторых видах семян бобовых и т. д.

Избыточное потребление сырых яиц приводит к дефициту витамина Н (биотина), так как в яичном белке содержится фракция протеина - авидин, связывающий витамин в неусвояемое соединение. Тепловая обработка яиц приводит к денатурации белка и лишает его антивитаминных свойств.

Ретинол разрушается под влиянием перегретых или гидрогенизированных жиров. Следовательно, для его сохранения нужна умеренная тепловая обработка жиров.

Недостаточность токоферолов (витамин Е) образуется под влиянием неизученных компонентов фасоли и сои. Повышает расход витамина Е тепловоа обработка пищи. Рацион с высоким потреблении полиненасыщенных жирных кислот требует дополнительного введения токоферолов.

Усвоение или обмен аминокислот блокируют редуцирующие углеводы, которые взаимодействуют с аминокислотами при совместном нагревании (реакция Майяра). В первую очередь это относится к лизину. Щадящая тепловая обработка обеспечивает хорошее усвоение незаменимых аминокислот.

Деминерализующие факторы снижают усвоение минеральных веществ. К ним относятся щавелевая кислота, фитин, танины, кофеин, пищевые волокна, серосодержащие соединения крестоцветных культур и т.д. Они связывают некоторые макро- и микроэлементы, образуя неусвояемые соединения.

Так, продукты с высокой концентрацией щавелевой кислоты способны резко снижать утилизацию кальция, образуя нерастворимые в воде соли. Это может служить причиной тяжелых отравлений за счет абсорбции кальция в тонком кишечнике. Большое количество щавелевой кислоты (содержится мг/100 г): в шпинате - 1000, ревене - 800, щавеле – 500, красной свекле – 275.

Фитин, образует труднорастворимые комплексы с ионами кальция, магния, железа, цинка и меди, что уменьшает адсорбцию металлов в кишечнике. Много фитина содержится в злаковых и бобовых - в пшенице, фасоли, горохе, кукурузе - около 400 мг/100 г (основная часть - в наружном слое зерна).

Высокий уровень фитина в злаках не представляет большой опасности, так как содержащийся в зерне фермент фитаза способен расщеплять фитин. Полнота расщепления зависит от активности фермента, качества муки и технологии выпечки хлеба.

Фитаза сохраняет активность при температуре до 70 °С, максимальная активность проявляется при рН 5,0-5,5 и температуре 55° С. Хлеб, выпеченный из рафинированной муки, в отличие от обычной муки практически не содержит фитина. В хлебе из ржаной муки его мало благодаря высокой активности фитазы.

Отмечено, что декальцинирующий эффект фитина тем выше, чем меньше соотношение кальция и фосфора в продукте и ниже обеспеченность организма витамином D.

В крепком чае содержатся дубильные вещества, они образуют хелатные соединения с железом, которые не всасываются в тонком кишечнике. Дубильные вещества не влияют на всасывание гемового железа, содержащегося в мясе, рыбе, яичном желтке. Обогащение или подбор продуктов с высоким содержанием аскорбиновой кислоты, кальция, фосфора, цистеина повышает усвояемость железа.

Кофеин, содержащийся в кофе, стимулирует диурез и выделение из организма кальция, магния, натрия, рядя других элементов, увеличивая тем самым потребность в них.

Серосодержащие соединения, входящие в состав ряда продуктов (капуста, редис и др.), блокируют усвоение йода.

Природные токсические компоненты пищевых продуктов. В продовольственном сырье и пищевых продуктах могут содержаться природные токсические соединения, избыточное поступление которых может отрицательно влиять на здоровье человека. Некоторые повреждающие вещества образуются при технологической обработке.

Лектины - группа гликопротеиновых веществ, содержащихся в бобовых, арахисе, проростках растений, икре рыб. Обладают способностью повышать проницаемость стенок кишечника для чужеродных веществ, нарушают всасывание нутриентов, вызывают склеивание эритроцитов (агглютинацию). Тепловая обработка разрушает лектины.

Цианогенные гликозиды - токсическим компонентом их является цианид (HCN), присутствующий в пищевых продуктах форме цианогидрина. где связан с альдегидом или кетоном. Цианогидрин находится в соединении с сахаром, отсюда название: «цианогенные гликозиды». В процессе приготовления пищи или при длительном ее хранении образуются специфические ферменты, отделяющие цианогидрин от молекул сахара и расщепляющие его до цианида, альдегида или кетона.

К цианогенным гликозидам относятся амигдалин, присутствующий в косточках миндаля, абрикоса, вишни персиков, абрикосов и лимарин, содержащийся в белой фасоли. При расщеплении этих веществ высвобождается синильная кислота - сильный яд. Это происходит при длительном хранении источников цианогенов, например, наливок, настоянных на плодах с косточками.

Соланин и чаконин - токсичные гликоалкалоиды, накапливаются в картофеле при определенных условиях созревания и хранения, что приводит к позеленению клубней. Эти соединения обладают антихолинэстеразной активностью

Меланоидины, оксиметилфурфурол – продукты процесса карамелизации сахара, которые при накоплении оказывает на организм повреждающий эффект.

Бенз(а)пирен – соединение из группы полициклических ароматических углеводородов, широко распространенное канцерогенное вещество, присутствующее в обугленных участках пищевых продуктов, перегретых жирах, копченых изделиях.

Нитрозосоединения образуются в организме и в продуктах из пептидов, аминокислот, аминов при копчении, посоле, а также в процессе хранения продовольственного сырья в нарезанном виде и нарушении санитарных условий хранения готовых изделий. Относятся к сильным канцерогенам.

Защитные компоненты пищевых продуктов. На организм человека постоянно действуют различные повреждающие факторы - загрязнения окружающей среды, ионизирующая радиация, производственные вредности, инфекция и др. Повреждающие факторы могут оказывать неблагоприятное действие на организм через органы дыхания, кожу, пищеварительный тракт, нервную систему и др.

Однако поступлению вредных веществ во внутреннюю среду организма на всех этапах препятствуют разнообразные физиологические механизмы защиты, среди которых важнейшая роль принадлежит печени, иммунной и антиоксидантной системам. Отдельные компоненты некоторых пищевых продуктов также обладают разнообразными видами защитного действия против повреждающих факторов - разрушают токсические соединения, связывают их в неактивные комплексы и выводят из организма.

К пищевым веществам, участвующим в обеспечении барьерной функции тканей относят витамины А, С, группы В, Р, Е. Так, витамин А и витамины группы В участвуют в образовании структурных компонентов кожи и слизистых оболочек дыхательной системы, пищеварительного тракта, мочевыводящих путей и др. Витамины С, Е и биофлавоноиды принимают участие в поддержании целостности мембран клеток и обеспечении нормальной прочности стенок кровеносных сосудов.

Повышают обезвреживающую функцию печени пищевые вещества, которые обеспечивают процессы гидроксилирования, метилирования токсических веществ, образуя с ними эфиры, которые менее токсичные, чем исходные вещества. Эфиры обладают лучшей растворимостью и выводятся из организма через почки, с желчью.

Источниками метильных групп являются метионин, лецитин, витамины U, B₁₅, холин. В процессах метилирования принимают участие витамин В₁₂ и фолацин. Для образования растворимых эфиров с уксусной кислотой необходима пантотеновая кислота, содержание которой в печени значительно больше, чем в других органах человека. В обезвреживающей функции печени принимает участие глутаминовая кислота.

Для нормальной работы печени необходимо поступление с пищей липотропных веществ, которые предотвращают накопление липидов, ухудшающих функцию печени. В окислении липидов до конечных продуктов участвуют ниацин, рибофлавин, аскорбиновая кислота, биофлавоноиды, линолевая кислота, лецитин, холин. Косвенно стимулирует окисление жиров калий, так как он улучшает выведение из организма воды и стимулирует ее образование из жиров.

Антимикробное действие оказывают фитонциды, содержащиеся во многих растительных продуктах (лук, чеснок, горчица, хрен, петрушка, цитрусовые, облепиха). Большинство фитонцидов являются летучими нестойкими веществами.

Бактерицидным эффектом обладает бензойная кислота, присутствующая в больших количествах в клюкве, бруснике, чернике, черной и красной смородине. Она ингибирует каталазу и пероксидазу, в результате чего накапливается перекись водорода, вызывающая гибель микробных клеток.

Таблица 5.2