دانلود مقاله بیوشیمی مواد غذایی و تغذیه انسانی

1 تعریف علوم مواد غذایی
دراین علم مواد غذایی از نظر تولید ،تهیه ،نگهداری ،توزیع و خواص بیژلوژی و شیمی - فیزیک مورد بحث قرار می گیرند ضمناً ویژگیهایی مانند منظره ،بو،طعم ،مزه مواد غذایی و همچنین ترکیبات سازنده مواد غذایی و دگرگونی این ترکیبات مورد استفاده بررسی می باشد .
2 تعریف علوم تغذیه
بررسی سر نوشت ملکولی مواد غذاییبعد از خورده شدن د ربدن انسان و نیازهای کمی و کیفی بدن به مواد غذایی وپدیده ها و عوارض بیولوژی و پاتولوژی ناشی از مواد غذایی مورد بحث علوم تغذیه می باشد در هر حال علوم تغذیه و مواد غذایی دانش های متداخلی هستند که اصول یکی در دیگری مورد عمل می باشد و در این دانش از کلیه علوم از جمله علوم ریاضی ،علوم زیستی ،علوم اجتماعی و انسانی استفاده می شود .
3 تعریف انسان متوسط از نظر تغذیه :
الف مرد متوسط :
مردی است سالم سن 25 سال فعالیت متوسط وزن 65 کیلو که در شرایط حرارتی متوسط قرار دارد با 8 ساعت کار روزانه ملایم که 4 ساعت حالت نشسته دارد و حدود 5/1 ساعت راه میرود چنین فردی باید روزانه 3200 کالری حرارت از جیره غذایی خود تامین نماید .
ب زن متوسط
زنی است سالم 25 ساله وزن 55 کیلودر شرایط حرارتی متوسط زندگی می کند و فعالیت فیزیکی معمول دارد چنین زنی باید از جیره غذایی روزانه خود 2200کالری حرارت به دست آورد .
4 تعریف جیره غذایی
کلیه مواد خوراکی که یک فرد در مدت 24 ساعت مصرف می نماید تا نیازمندیهای بدن او برآورده گردد به جیره غذایی متعادل معروف است پس جیره غذایی بر حسب شرایط مختلف از نظر سلامتی ،جنس ، سن وضع رشد ،حالات فیزیولوژیکی و نوع کار باید متفاوت باشد .
5- تعریف غذا و ماده غذایی
(Nutriments,Aliments)
کلیه غذاهایی که انسان مصرف می کند به همان شکلی که وارد دستگاه گوارش شده است قابل جذب نمی باشد ولی بعد از یک سلسله تغییرات مکانیکی ،فیزیکی ،و شیمیایی ه صورتی در می آید تا قابل جذب شود .
آنچه که در خوراکی ها خورده می شوند غذا یا (Aliments) نام دارند ولی مولکولهایی که از این غذا بعد از گوارش ایجاد شده و پس از جذب به محیط سلولی می رسند ماده غذایی یا (Nutriments) نامیده می شود بعضی از غذاها طوری هستند که به همان شکل خورده شده قابل جذب اهد لذا غذا و ماده غذایی آنها به یک شکل خواهد داشت مانند آب و الکل اتیلیک در مشروبات الکلی .
6 تعریف ضریب هضم
تمام غذای خورده شده خواه به علت کمی و کیفی آنها و خواه به علل نارسائی های دستگاه گوارش قابل جذب نبوده وقسمتی از آنا دفع میشوند نسبت غذای جذب شده به غذای خورده شده را با ضریبی بنام ضریب هضم مشخص می نمایند ضریب هضم بر حسیب در صد وزنی غذاها حساب میشود و هر چه مقدار آن بیشتر باشد ارزش غذایی خوراکی بالاتر خواهد بود .
100* = ضریب هضم
100* = ضریب هضم
به طوریکه از رابطه فوق محسوس است هز غذا برای افراد مختلف دارای ضریب هضم متفاوت خواهد بود .
7 مواد سازنده های غذاهای انسان :
از نظر بیوشیمیایی شش نوع ماده به نسبتهای متفاوت در ساختمان غذاهای انسان شرکت دارند که عبارتند از:
قندها ، چربیها و پروتئین ها که مواد انرژی زا هستند و نقش ساختمانی نیز به عهده دارند .
ویتامین ها ،املاح و آب که مواد انرژی زا نیستند ولی در انجام واکنش های بیوشیمیایی نقش اساسی دارند .
8- انرژی در جیره غذایی
انرژی لازم برای انجام اعمال فیزیولوژی بدن انسان از متابولیسم مواد قندی ،چربی و پروتئین تامین می شود نیاز بدن انسان با انرژی عبارتست از :
تعداد کالری مورد نیاز برای انجام هر نوع کار + تعداد کالری لازم برای متابولیسم پایه
انرژی متابولیسم پایه حداقل میزان انرژی است که انسان می تواند زنده نگهدارد در دوران رشد ،آبستنی و نقاهت نیاز انسان به انرژی افزایش می یابد .
انرژی حاصله از قندها کمتر از انرژی تولید شده از چربی ها است و از نظر فیزیولوژی تولید انرژی از چربی ها برای بدن باصرفه تر است نقش عمده پروتئین ها نوسازی سلولیو تامین رشد است ولی اگر انرژی حاصله از محل قندها و چربی ها نیاز بدن را تامین نکند پروتئین ها نیز طی واکنش های کاتابولیسمی تولید انرژی خواهند کرد .
انرژی حاصله از قندها کمتر از انرژی تولید شده از چربی ها است و از نظر فیزیولوژی تولید انرژی از چربی ها برای بدن باصرفه تر است نقش عمده پروتئین ها نوسازی سلولیو تامین رشد است ولی اگر انرژی حاصله از محل قندها و چربی ها نیاز بدن را تامین نکند پروتئین ها نیز طی واکنش های کاتابولیسمی تولید انرژی خواهند کرد .

انرژی و تغذیه : واحد انرژی : انرژی موجود در مواد غذایی و همچنین انرژی حاصل از فعالیت های متابولیسمی بیشتر بر حسب واحد حرارتی یعنی کالری بیان می گردد یک کالری عبارت است از مقدار حرارتی که قادر باشد حرارت یک گرم آب 15درجه (سانتیگراد ) را به 16 درجه برساند از آنجائیکه یک کالری مقدار بسیار ناچیزی است معمولاً از واحد بزرگتری بنام کالری بزرگ (کیلو کالری ) که هزار برابر کالری کوچک است استفاده می شود یک کالری بزرگ برابر 4184 ژول (واحد بین المللی انرژی ) می باشد .

اندازه گیری ارزش حرارتی غذاها: ا زسوختن غذاها در حضور اکسیژن مقداری حرارت ایجاد می گردد حرارت ایجاد شده توسط غذاهای مختلف را می توان به کمک یک بمب حرارت سنج اندازه گیری نموده و حرارت ایجاد شده توسط هر نوع غذا را بر حسب کالری تععین نمود.

در بدن انسان کربوهیدراتها و چربی ها به طور کامل اکسید شده و به انیدریدکربنیک و آب تبدیل می گردند لیکن پروتئین ها به طور کامل اکسیدنمی شوند زیرا که آخرین محصولی که در جریان متابولیسم آنها در بدن انسان تولید می شود اوره است که هنوز حاوی مقداری انرژی غیر قابل مصرف برای انسان می باشد بنابر این در حالیکه مقدار حرارت حاصل از کربوهیدراتها و چربی ها در بمب حرارت سنج و رد بدن تقریباً برابر می باشد مقدار حرارت حاصل از پروتئین ها در بدن انسان به طور واضع کمتر از بمب حرارت سنج می باشد .

ارزش حرارتی غذاها بر حسب کالری بزرگ و برای هر کیلوگرم وزن غذا تنظیم حرارت بدن حرارتی که در دوره های متابولیسمی غذاها در بدن ایجاد می شود نیاز حرارتی بدن را تامین می کند حیوانات خون گرم مانند پستانداران و پرندگان به کمک یک سیستم تنظیم قادرند تولید حرارت را در بدن افزایش داده و یا حرارت اضافی بدن را براههای مختلف که خود اغلب تابعی از حرارت محیط خارج می باشند از بدن دفع نمایند .

اندازه گیری مصرف انرژی از آنجاییکه تمام انرژی تولید شده در بدن سرانجام به صورت حرارت آزاد می گردد بنابراین اندازه گیری حرارت آزاد شده ا زبدن خود یکی از روش های ساده به منظور برآورد نمودن میزان مصرف انرژی می باشد حرارت آزاد شده از بدن را به دو روش می توان اندازه گیری نمود .

1ـ حرارت سنجی مستقیم : در این روش از دستگاه حرارت سنج مخصوص استفاده می شود این دستگاه از اطاقک سرپوشیده ای ساخته شده که حجم معینی ا زآب در اطراف آن جریان دارد حیوان مورد آزمایش را برای مدت زمان معینی در اطاقک قرار می دهند و بااندازه گیری تغییرات درجه حرارت آب میزان حرارت آزاد شده از بدن حیوان را تعیین می کند .

2ـ حرارت سنجی غیر مستقیم از آنجائیکه حرارت سنجی مستقیم با مشکلات فنی متعددی مواجه است و به علاوه در مورد انسان تقریباً غیر عملی است لذا انرژی متابولیسمی بدن را به طور غیر مستقیم یعنی از طریق اندازه گیری تبادلات گازها (اکسیژن و انیدرید کربنیک ) وتعیین میزان دفع ادراری اوره مورد بررسی قرار می دهند .

نسبت تنفسی غذاها (RQ) Respiratory Quatients نسبت حجم گاز انیدرید کربنیک دفع شده به حجم اکسیژن مصرف شده برای اکسسیداسیون یک نوع غذا را نسبت تنفسی آن غذا نامیده و به RQ نمایش می دهند .

الف ـ کربوهیدرات ها :برای مثال اکسیداسیون کامل یک ملکول گلوکز را می توان به صورت زیر نوشت : CHO+6O6CO+6HO RQ = = =1 ب - چربی ها : اکسیژن موجود در ساختمان یک مولکول چربی با مقایسه با تعداد کربن ها بسیار کم است به همین دلیل اکسیداسیون چربی ها نیاز به اکسیژن بیشتری دارد و بنابر این نسبت تنفسی چربی ها از کربو هیدرات ها کمتر است برای مثال اگر یک مولکول تری استئارین را در نظر گیریم : 2CHO+1630 114CO+10HO RQ = = =0.7 ج -پروتئین ها : پروتئین ها دارای ساختمان شیمیائی گوناگونی هستند و به همین دلیل واکنش های اکسیداسیون آنها را نمی توان به سادگی کربوهیدرات ها و چربی ها نشان داد نسبت تنفسی پروتئین ها که به کمک روش های غیر مستقیم محاسبه شده است در حدود 8/0 می باشد .

د- رژیم های غذایی مخلوط : در یک رژیم غذائی مخلوط که شامل کربوهیدرات ها ،چربی ها و پروتئین ها به نسبت های مختلف می باشد نسبت تنفسی به طور متوسط در حدود 85/0 است و هر چه به مقدار کربوهیدرات ها درغذاها افزوره شود نسبت تنفسی به عدد یک نزدبکتر می گردد وهر گاه در متابولیسم کربوهیدرات ها اختلالی رخ دهد (بیماری دیابت) نسبت تنفسی کاهش می یابد.

روش محاسبه در حرارت سنجی غیر مستقیم با استفاده از روش حرارت سنجی غیر مستقیم می توان نسبت غذاهای مختلف را که در مخلوط غذائی وجود داشته و اکسید شده است و همچنین میزان کل انرژی تولید شده توسط یک رژیم غذایی مخلوط راتعیین نمود : مثال: بیماری را درنظر می گیریم که درمدت 24 ساعت 6/414 لیتر اکسیژن مصرف نموده و 3/353 لیتر انیدرید کربنیک دفع نموده است ادرار بیمار درمدت آزمایش جمع آوری و معلوم شده است که بیمار در مدت 24 ساعت جمعاً 8/12 گرم ازت (بیتر از اوره ) دفع نموده است ازآنجائیکه یک گرم ازت به طور متوسط معادل 25/6 گرم پروتئین (تقریباً وزن پروتئین ) می باشد بنابراین مقدار پروتئین مصرف شده در غذای بیمار برابر خواهد بود با : گرم 80 = 25/6 * 8/12 = پروتئین وچون تجربه نشان داده است که هر گرم پروتئین برای اکسیداسیون تا مرحله اوره احتیاج به 947/0 لیتر اکسیژن دارد و این اکسیداسیون منجر به دفع 760/0 لیتر انیدرید کربنیک می گردد لذا حجم اکسیژن مصرف شده و انیردید کربنیک دفع شده در اثر اکسیداسیون پروتئین های غذا برابر است با : (O ) 8/75 = 947/0 * 80 (CO )8/60 =760/0 * 80 با کسر نمودن مقادیر فوق از حجم کل اکسیژن مصرف شده وانیدرید کربنیک دفع شده توسط بیمار می توان حجم اکسیژن و انیدرید کربنیک مربوط به اکسیداسیون غذاهای غیر پروتئین (کربوهیدرات و چربی ) و متعاقباً نسبت تنفسی آنها را به طور مخلوط محاسبه نمود .

(O) 8/338 = 8/75 ـ 6/414 (CO )5/292 = 8/60 -3/353 86/0= = RQ =(غذاهای غیر پروتئین ) با بکار بردن غذاهایی مرکب ارکربوهیدرات و چربی که به نسبت های مختلف تهیه شده اند و اندازه گیری نسبت تنفسی هر یک از آنها جدول هائی تهیه شده است که به کمک آنها و با در دست داشتن نسبت تنفسی مخلوط می توان مقدار کربو هیدرات وچربی راکه در مقابل مصرف هر لیتر اکسیژن سوخته وبه انرژی تبدیل شده است تععین نمود مثلاً می دانیم هر گاه نسبت تنفسی برابر عدد86/0 باشد مصرف هر لیتر اکسیژن همراه با اکسیداسیون 622/0 گرمکربوهیدرات و 249/0 گرم چربی می باشد و بنابراین مقدار کربوهیدرات وچربی موجود در غذای بیمار را می توان به ترتیب زیر محاسبه نمود .

گرم 7/210 = 622/0 * 8/338 = کربوهیدرات گرم 4/84= 249/0 * 8/338 = چربی اکنون با در دست داشتن مقدار کربوهیدرات چربی و پروتئین در غذای بیمار می توان میزان انرژی تولید شده را با درنظر گرفتن ارزش حرارتی هر یک از غذاها (جدول صفحه 14) محاسبه نمود: KCal8/842 = 4* 7/210 = کربوهیدرات KCal6/759 = 9* 4/84 = چربی KCal 0/330 = 4* 0/80= پروتئین KCal 4/1992= جمع انرژی تولید شده غذاها غذاها را به طور کلی به دو گروه انرژی زاوغیر انرژی زا تقسیم می نمایند .

غذاهای انرژی زا : 1ـ قندها در تغذیه انسان قندها مهمترین منبع انرژی در تغذیه انسانی می باشد در اغلب کشورها غلات ،حبوبات ،سیب زمینی و برنج قسمت عمده جیره غذائی را شامل می شوند حدود 70 درصد کالری مورد نیاز روزانه انسان از مواد قندی تامین می شود و این مقدار کالری می تواند از 250 تا 500 گرم مواد قندی در غذای