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 روزانه تامین گردد هر گرم ماده قندی مولد 4 کالری حرارت است و حداقل احتیاج به قند برابر 5گرم برای هر 100کالری انرژی مورد نیاز روزانه می باشد .

2ـ چربی ها در تغذیه انسان : به دلیل ارزش انرژی زائی،چربی ها اهمیت خاصی در جیره غذایی دارند ارزش انرژی زائی چربی ها معادل دو برابر قند و پروتئین بوده و برابر 9 کالری برای هر گرم چربی می باشد چربی ها شکل ذخیره انرژی در بدن انسان هستند در شرایط عادی تغذیه حدود 20 تا 25% کالری مورد نیاز روزانه باید ازچربی ها تامین گردد لذا برای یک جیره 3000کالری حدود 66 تا 83 گرم چربی مورد احتیاج خواهد بود و اگر نیاز به کالری افزوده شود 30 تا 35% انرژی کل از چربی ها حاصل خواهد شد .

در مواد غذایی چربی ها به صورت جدا و یا در ترکیب مواد غذایی وجود دارند و ممکن است منبع حیوانی و یا گیاهی داشته باشند کره 84% کره گیاهی 83% خامه 20-40% زرده تخم مرغ 32% پنیر 23%‌ گردو 30% میوه زیتون 14% گوشت 10% شیر حدود 4% جربی دارد میزان اسیدهای چرب غیر اشباع در چربیهای گیاهی بیشتر است .

3ـ پروتئین ها در تغذیه انسان : در ساختمان سلولها و سازمان بافت های بدن انسان پروتئین ها سهم اساسی دارند به دلیل فعالیت های فیزیولوژیکی این پروتئین ها تحلیل رفته ومرتباً باید از نو ساخته شوند اسیدهای آمینه مورد نیاز برا ی این نوسازی از راه تغذیه مواد پروتئینی تامین گردد.

از این نظر است که نیاز بدن به مواد پروتئینی در مواقع زشد،افزایش واکنشهای متابولیسم ،بیماریهای عفونی ، سوختگی ها و به هنگام التیام زخمها بیشتر می شود.

برای فرد سالم روزانه حداقل یک گرم پروتئین قابل جذب بازاء هر کیلوگرم وزن توصیه می شود این میزان زمانی کفایت دارد که نیاز بدن به انرژی از قندها و چربیها در حد لازم تامین شود و پروتئین ها تنها صرف نیازهای ساختمانی رشد و نوسازی پروتئین های بدن شوند نیاز به پروتئین تنها جنبه کمی نداشته بلکه کیفیت پروتئین ها نیز حائز اهمیت می باشد زیرا روزانه باید مقدار معینی از اسیدهای آمینه ومختلف وارد بدن کردند برخی از اسیدهای آمینه به عنوان ضروری شناخته شده اند زیرا سلولهای بدن انسان قادر به بیوسنتز آنها نیستند و باید در مواد غذایی به مقدار لازم مرتباً وجود داشته باشد سایر اسیدهای آمینه نیز که غیر ضروری نام دارند باید به میران کافی در جیره غذائی وجود داشته باشند ولی بدن انسان میتواند از راه آمینه کردن اسیدهای آلفاستونیک آنها را بیوسنتز نماید انواع اسیدهای آمینه ضروری برحسب نوع میزان و شرایط فیزیو لوژیکی متغیر است مثلاً گلیسین برای جوجه ضروری و برای انسان غیر ضروری است .

آرژی نین به کندی بیوسنتز می شود لذا به مقدار لازم باید در غذای موجود زنده باشد هیستیدین در مراحل رشد کودکان اسید آمینه ضروری محسوب می شود لذا آرژی نین و هیستیدین اسیدهای آمینه تقریباً ضروری نامیده شده اند .

امروزه ثابت شده است که ارزش غذائی پروتئین ها به میزان اسیدهای آمینه ضروری آنها بستگی دارد مثلاً در ژلاتین میزان تریپتوفان و در زئین (zeine )پروتئین ذرت ،میزان تریپتوفان ولیزین کم است لذا ژلاتین و زئین پروتئین های ناقص می باشند و اگر این پروتئین ها تنها منبع غذائی بوده باشند عوارض کمبود اسیدهای آمینه مذکور به صورت تاخیر در رشد بروز خواهد کرد ثابت شده است که اسیدهای آمینه غیر طبیعی نوع D موجود در مواد غذایی پس ا زجذب روده ای می توانند منشاء ایجاد انرژی باشند ولی در سنتز پروتئین ها شرکت نمی نمایند آزمایش های رز (Rose) نشان داده است که برای برقراری تعادل ازتی انسان نیازمند به 8 اسید آمینه ضروری است بدیهی است رژیم غذایی باید به حد کافی ازت نیز داشته باشد تا بیوسنتز سایر اسد آمینه غیر ضروری نیزمیسر گردد تجربه نشان می دهد که اگر هر کدام از اسیدهای آمینه ضروری از جیره غذایی حذف شوند تعادل ازتی مختل خواهد شد بنابراین ارزش حیاتی پروتئین ها با مقدار اسیدهای آمینه ضروری آنها بستگی دارد .

پروتئین ها ی تجم مرغ ،شیر و فرآورده ها یآن قلوه ،جگر چون تمام اسیدهای آمینه ضروری را دارند ارزش حیاتی بیشتری را حائزند پروتئین های محصولات دریائی ،حبوبات ،بادام زمینی و انواع گوشت از نظر مقدار اسیدهای آمینه ضروری در درجه دوم اهمیت قرار دارند پروتئین های غلات و اغلب سبزیجات ار نوع متوسط می باشند ول یرد عمل در مخلوط مساوی مواد غذائی حیوانی و گیاهی پروتئین های عال یخوب و متوسط می توانند تمام اسیدهای آمینه ضروری را به مقدار کافی دارا باشند ضمناً پروتئین ها علاوه بر اسیدهای آمینه منبع ازت فسفر و گوگرد برای بدن نیز می باشند .

مقادیر لازم اسیدهای آمینه ضروری برای نگهداری تعادل ازتی در انسان اسید آمینه کمترین نیاز روزانه مقدار روزانه توصیه شده - تریپتوفان 25/0 گرم 5/0 گرم - فنیل آلانین 10/1 گرم 2/2 گرم - لیزین 80/0 گرم 6/1 گرم - نره اونین 50/0 گرم 0/1 گرم - والین 80/0 گرم 6/1 گرم - متیونین 1/1گرم 2/2 گرم - لوسین 1/1 گرم 2/2 گرم - الزولوسین 70/0 گرم 4/1 گرم اغلب اسید آمینه ها علاوه بر شرکت در ساختمان پروتئین ها دارای نقش حیاتی در واکنش های متابولیسمی نیز می باشند مانند متیونین که دهنده عامل متیل یستئین که منبع عامل -SH می باشد و یا مثلاً اسیدهای آمینه L-آسپارتیک و L-گلوتامیک نقش اساسی در انتقال ریشه آمین را بعهده دارند، تریپتوفان در بیوسنتز نیاسین، آرژی نین در ساخت اوره و گلیسین در بیوسنتز هموگلوبین شرکت دارند.

پنیر 24%، گوشت و ماهی 15%، تخم مرغ 12%، سبزیجات خشم 24%، نان 7%، سیب زمینی 2% مواد پروتئین دارند که بشگل پروتئین های ساده و یا مرکب مانند لیمو و یا گلیکوپروتئین می باشند.

میوزین در عضله، اوسئین در غضروف و استخوان، کلاژن بافت همبند، کازئین ها، آلبومین و گلوبولین شیر، اوآلبومین و گلوبولین سفیده تخم مرغ، ویتلین زرده تخم مرغ، لگومین (Legumine) سبزی های خشم، گلیادین (Glyadine) غلات، گلوتلین (Glutelline) گندم و زئین (Zein) ذرت نمونه هائی از پروتئین های موجود در مواد غذایی می باشند.

به هنگام پخت غذاها حرارت، آب و PH موجب دگرگونی ملکول های درشت پروتئین می شوند که ممکن است محلولهای کلوئیدی، لخته و یا رسوب پروتئین ها ایجاد شود.

حرارت با ایجاد دگرگونی خائی در ساختمان سوم و چهارم پروتئین ها آنها را برای گوارش و جذب آماده تر می نماید.

غذاهای غیر انرژی زا: 1- ویتامین ها: ساختمان ملکولی، ویژگی های شیمیائی، نقش بیولوژیکی و ارزش تغذیه ای ویتامین‌ها در فصل جداگانه مورد بحث قرار گرفته است.

بطور کلی در یک جیره غذایی متعادل نیاز به ویتامین ها خودبخود تأمین می گردد ولی در بیماریهائی که گوارش و جذب مختل می گردند و یا در شرایط فیزیولوژی ویژه مانند رشد، بارداری، شیردهی، علاوه بر ویتامین های موجود در غذاها، بدن انسان احتیاج به مقدار بیشتری ویتامین دارد.

بسیاری از مولکولهای ویتامین ها در پخت طولانی مواد غذائی خاصیت ویتامینی خود را از دست می دهند و یا بهنگام پخت، ویتامین های محلول در آب قسمت آبکی مواد غذائی وارد می شوند و ویتامین C در جریان پخت و یا در مراحل نگهداری غذاها آسیب پذیری بیشتری دارد.

حذف پوست دانه های غلات موجب حذف قسمت بیشتری از ویتامین های گروه B موجود در غلات می گردد، لذا امروزه غنی کردن آردها با ویتامین های و نیکوتین آمید و آهن، افزودن ویتامین A به کره های نباتی و ویتامین D در شیر و فرآورده های آن متداول می باشد.

2- املاح معدنی: کلیه املاح معدنی مورد نیاز بدن از راه تغذیه ممکن می گردد.

املاح و عناصر معدنی از نظر مقدار و نقش حیاتی بدو دسته تقسیم می گردند.

الف- عناصر ساختمانی: عناصری هستند که به مقادیر قابل توجه در ساختمان غذاها و بافت های بدن انسان شرکت دارند و حائز نقش بیولوژی نیز می باشند مانند کلسیم، فسفر، سدیم، پتاسیم، کلر، گوگرد و منیزیم.

ب- عناصر کاتالیزوری:عناصری هستند که از نظر مقدار در درجه دوم اهمیت قرار دارند و ضمن نقش ساختمانی خود بعنوان کاتالیزرهای حیاتی نیز در واکنش های بیوشیمیایی شرکت دارند مانند آهن، روی، مس، منگنز، گبالت، ید، فلوئور و سلنیم.

کمبود املاح و عوارض ناشی از آن در انسان بدو دلیل می تواند باشد: الف- کمبود املاح در مواد غذایی: که آن بدلیل فقر خاک از این املاح بوده و یا اینکه مواد غذایی در طی مراحل آماده شدن املاح خود را از دست داده اند.

ب-نارسائی گ.ارشی و اختلال در جذب املاح موجود در مواد غذایی که منجر به دفع آنها می گردد، این نوع کمبودها بیشتر بستگی به فرد مصرف کننده دارد.

ویژگی‌های بیوشیمیایی عناصر و املاح معدنی در بحث جداگانه ای مطرح خواهند شد.

3- آب: انسان متوسط روزانه به بیش از 5/2 لیتر آب نیاز دارد که در جیره غذائی دریافت می کند، علاوه بر آبی که همراه مواد غذایی و یا در ترکیب آنها به بدن انسان می رسد حدود 300 میلی لیتر آب نیز از اکسیداسیون مواد انرژی زا در سلولها تولید می گردد که به آب متابولیسمی معروف است.

هرچه مقدار آب در مواد غذایی بیشتر باشد ارزش حیاتی آن از نظر تولید انرژی کمتر و نگهداری آن مشکلتر است.

آب در تهیه غذاها اغلب محیط پخت را تشکیل می دهد و این آب شامل اغلب ملکولهای غذائی محلول در آب خواهد بود.

کمبود آب در بدن انسان حالت فیزیولوژی تشنگی را ایجاد می کند.

تعادل آب در بدن انسان زمانی ایجاد می شود که جذب و دفع آن متعادل بوده باشد.

انرژی لازم برای متابولیسم مواد غذائی: زمانیکه بدن یکماده غذائی را بکار می برد مقدار انرژی حرارتی که تولید می شود بیش از ارزش انرژی زائی آن ماده غذائی می باشد.

این اضافه حرارت تولید شده SDA نامیده می شود.

به بیانی دیگر SDA یک ماده غذائی عبارتست از مصرف الزامی مقداری انرژی در واکنش های متابولیسمی آن ماده در بدن، این انرژی از محل ذخیره انرژی بدن تأمین می گردد.

بنابراین برای محاسبه انرژی واقعی که از مواد غذائی حاصل می شود باید مقدار SDA را از مقدار ارزش انرژی زائی این مواد غذایی کسر نمود.

مثلاً 25 گرم پروتئین که حاوی 100 کالری انرژی است، در بدن 130 کالری ایجاد می کند.

این 30% کالری اضافی از اتر SDA می باشد یک مقدار چربی که ارزش انرژی زائی آن 100کالری است 113 کالری و یک مقدار قند که ارزش انرژی زائی آن 100 کالری است 105 کالری انرژی خواهد داد، و بدین ترتیب انرژی واقعی حاصل تز پروتئین ها برابر 70 و از چربی ها برابر 87 و از قندها برابر 95 کالری می باشد.

SDA هز غذا بطور منفرد زمانی حساب می شود که آن غذا به تنهائی خورده شده باشد.

SDA یک رژیم مخلوط نمی تواند برابر با حاصل جمع SDA هر یک از غذاها باشد.

مثلاً در مورد مثال بالا (300 گرم مخل.ط پروتئین، جربی، قند به نسبت مساوی) SDA کل مجموعی از 30% و 13% و 5% نخواهد بود.

فوربس (Forbes) مقادیر SDA را برای مواد زیر محاسبه نموده است: گلوکز 16 درصد، چربی حیوانی 20 درصد، ماهیچه گاو 32 درصد، ولی اگر گلوکز همراه مواد پروتئینی داده شود SDA حاصله 5/12% از مجموعه SDAهای هر یک از آنها یعنی گلوکز و پروتئین کمتر خواهد بود.

SDA مخلوطی از چربی حیوانی پروتئین و گلوکز به مقدار 22% کمتر از مجموع SDA های هر یک از آنها به تنهائی می باشد.

نقصان SDA برای چربی- پروتئین 54% و برای چربی- گلوکز 35% می باشد.

این مشاهدات بخوبی نشان می دهد که SDA زیاد مواد پروتئینی با حضور مواد قندی و چربی تقلیل می یابد و این کاهش با چربی ها بیشتر از مواد دیگر می باشد.

در محاسبات رژیم و جیره غذائی معمولاً 20% بیش ار انرژی لازم منظور می نمایند تا SDA که صذف متابولیسم غذای مخلوط شده است جبران شود.

بدن انسان به هنگام پرهیز غذائی مقداری انرژی مصرف کرده و بعلاوه از راه ادرار و مدفوع مقادیری مواد آلی و معدنی دفع می کند، در این حالت مصرف روزانه انرژی کاهش می یابد ولی چون پرهیز غذائی با کاهش وزن بدن همراه است لذا مصرف انرژی بر حسب کیلوگرن وزن بدن حتی در مدت ناشتائی طولانی و کامل نیز ثابت می‌ماند.

مثلاً در پرهیز غذائی مصرف روزانه انرژی بر حسب کیلوگرم بر حسب وزن بقرار زیر می باشد.

ولی طولانی گشتن مدت پرهیز غذائی موجب مرگ می گردد، مثلاً انسان بالغ 5 تا 6 هفته، سگ 2 هفته، موش 3 روز و نوزاد انسان 3 روز می توانند به پرهیز غذائی مقاومت نمایند.

نیاز به دریافت غذا بصورت میل بخوردن (اشتها) حس گرسنگی و تشنگی بروز می نمایند.

اگر حالات فیزیولوژیکی تشنگی و گرسنگی با خورئن مقدار معین غذا و نوشابه از بین بروند.

فرد دست از خوردن باز داشته و باصطلاح سیر خواهد شد.در تنظیم مقدار مصرف غذاها سه گروه عوامل دخالت دارند در مرحله اول عوامل فیزیولوژی که موجب ایجاد اشتها و حس گرسنگی به سیری می گردد.

در مرحله سوم عوامل ویژه ای طوری عمل می نمایند تا انسان نسبت به مقدار نیاز خود غذا بخورد.

دو مرحله اول را مراکز موجود در هیپوتالاموس و مرحله سوم را هورمونهای غدد درون ریز تنظیم و هماهنگ می نمایند.

در انتخاب نوع و مقدار غذا علاوه بر عوامل فوق الذکر ویژگی های خود غذا و عادت های غذائی فرد نیز دخالت دارد.

نیاز بدن انسان به انرژی: تعداد کالری مورد نیاز روزانه برای مرد از 2400 تا 4000 و برای زن از 1600 تا 3000 کالری بزرگ می باشد.

متابولیسم پایه (Basal metabolism) عبارت از مقدار کالری است که یک فرد در شرایط زیر احتیاج دارد: - حالت استراحت کامل(درازکش- بیدار با آرامش کامل عصبی و روانی).

- حالت ناشتائی بمدت 12 تا 14 ساعت.

- درجه حرارت محیط بین 18 تا 20 درجه سانتی گراد.

در این شرایط پایه ای مقدار کالری مورد نیاز بدن به حداقل خود نمی رسد زیرا که در خواب و در گرسنگی طولانی تر مقدار کالری مورد نیاز این حد نیز کاهش می یابد.

انرژی مصرف شده در حالت پایه صرف انقباض عضلات قلب و عروق و کار دستگاههای گوارشی و تنفس می شود.

متابولیسم پایه اگر بر حسب یک متر مربع سطح بدن در یک ساعت می باشد.

هورمونه های تیروئیدی متابولیسم پایه را افزایش می دهند و نارسائی تیروئیدی آنرا می کاهد در حالت پرهیز غذائی و کم غذائی متبولیسم پایه می تواند 20 تا 30% کاهش یابد.

در زندگی هادی، بدن به کالری بیشتر از حد متابولیسم پایه نیاز دارد تا انرژی لازم برای پدیده های حیاتی تأمین می گردد.

مثلاً یک خیاط 44%، یک کفاش 88%، یک کارگر مکانیک 141% و یک هیزم شکن 388% بیش از حد متابولیسم پایه خود به کالری احتیاج دارد.

از آنجائیکه شرایط زندگی و کار بسیار متغیر می باشد برای هر نوع فعالیت، کالری مورد نیاز در مدت یک دقیقه محاسبه شده است.

ادهلم (Edholm) و کریس تن سن (Christiensen) تعداد کالری مصرفی در مدت یک دقیقه برای فرد بالغ در حالات زیر را بدین قرار تعیین نموده اند: در حالت خواب 9/1-2/1 پیاده روی(2 کیلومتر در ساعت) 5/2-2 پیاده روی(5 تا 6 کیلومتر در ساعت) 6 نشسته 2-3/1 ایستاده 2/2-4/1 راه روی و دویدن 15-10 تلاش عضلانی شدید 10 کار عضلانی 5/7 کار ملایم 5 کار سبک 5-2 کقدار کالری مورد نیاز بستگی به وزن دارد، با استفاده از روابط زیر که بطور تجربی بدست آمده است می توان مقدار کالری مورد نیاز را با دانستن P وزن بر حسب کیلوگرم بطور تقریب محاسبه کرد: برای مردان برای زنان در مقدار E سن و جنس، درجه حرارت محیط زیست، نوع پوشاک و نحوه و آهنگ کار و از همه مهمتر شرایط فیزیولوژیکی فرد تأثیر عمده خواهد داشت که برای نمونه به چند حالت فیزیولوژیکی اشاره می شود.

دورا بارداری: زن باردار حدود 10 کیلوگرم افزایش وزن نشان می دهد که از آن 5 تا 6 کیلوگرم مربوط به تغییرات بدن خود زن و 4 تا 5 کیلوگرم مربوط به جنین و ضمائم آن می باشد.

در ماه های آخر مقدار متبولیسم پایه تا 20% افزایش نشان می دهد، بطوریکه در مدت سه ماه اول بارداری حدود 000/80 کالری بیشتر مورد نیاز زن باردار می باشد، در این مرحله کم غذائی و یا بد غذائی آثار جبران ناپذیر دارند.

کمبود کالری و مواد پروتئین موجب کتهش مدت بارداری و نیز کاهش وزن نوزاد هنگام تولد می گردد و افراط در غذا موجب بزرگی طفل در هنگام تولد خواهد بود، لذا وزن زن حامله راهنمای خوبی برای تنظیم جیره غذایی او می باشد.

شیردهی: مادر شیرده برای تولید 600 میلی لیتر شیر در روز به 1000 کالری اضافی احتیاج خواهد داشت.

رشد: کودکان و جوانان در هر مرحله از سن خود به مقادیر مشخص کالری احتیاج دارند: 1-3 سال 1300 کالری روزانه 4-6 سال 1700 کالری روزانه 7-9سال 2100 کالری روزانه 10-12 سال 2500 کالری روزانه 13-15 سال 3100 کالری روزانه 16-19 سال پسر 3600 کالری روزانه 16-19 سال دختر 2400 کالری روزانه نوزاد در مدت 4 تا 6 ماه وزن خود را دو برابر و در مدت یکسال سه برابر می کند.

برای اینکه تعادل حیاتی طفل و نیازهای او برای رشد تأمین گردد بطور متوسط بازاء هر کیلوگرم وزن بدن روزانه احتیاج به صد کالری دارد.

پیری: باعتبار پژوهش های انستیتو ملی بهداشت پاریس سالخوردگان فعال باندازه افراد بالغ شهری به کالری احتیاج دارند.

مردان در 24 ساعت 2400 کالری زنان در 24 ساعت 2100 کالری چاقی: هرگاه مقدار انرژی که ایز جیره غذائی حاصل می شود بیش از مقدار انرژی مورد نیاز بدن بوده باشد فرد چاق خواهد شد، یک کیلوگرم افزایش وزن از نظر میزان انرژی معادل با ذخیره شدن 9000 کالری مواد چربی، 1200 کالری مواد پروتئینی و 2000 کالری گلیکوژن می باشد.

عادت به پرخوری، کمی فعالیتهای جسمانی و یا اختلالات متبولیسمی از علل چاقی می باشد.

با تصحیح عادت های غذائی، استقرار برنامه های ورزش، استفاده از جیره غذائی کم کالری و داروهای کاهنده اشتها و یا ممانعت کننده از جذب مواد غذائی می توان وزن افراد چاق را کاهش داد.

انواع غذاهای انسان غذاها از سه منشأ گیاهی، حیوانی و معدنی می باشند که اغلب بصورت مخلوط، خام و یا پخته مصرف دارند و بر حسب ویژگی های بیوشیمیائی بشرح زیر گروه بندی می‌شوند: گروه اول- غذاهائی که پروتئین بیشتری دارند مانند انواع گوشت ها، سبزیها و میوه‌های خشک، حبوبات و تخم انواع پرندگان.

گروه دوم- انواع چربی های گیاهی و حیوانی که غنی از چربی می باشند و ارزش کالری دهی بیشتری ندارند.

گروه سوم- غلات مانند فرآورده های گندم، برنج، ذرت و از سبزی ها سیب زمینی که پایه غذائی اغلب ملل را تشکیل می دهند و نیز خوردنی های شیرین که این گروه قسمت اعظم جیره غذاوی روزانه را تشکیل می دهند و غنی از مواد قندی می باشند.

گروه چهارم- شیر و فرآورده های لبنیاتی (غیر از کره) که از فسفر و کلسیم غنی هستند.

شیر غذای تقریباً کاملی است که تنها از آهن و ویتامین C فقیر می باشد.