МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 66

НАУЧНОЕ ОБЩЕСТВО УЧАЩИХСЯ

К А Л О Р И Й Н О С Т Ь

П И Щ И

                                                                              Работа учащейся 10 а класса

                                                                          Сергеевой Яны  

                                                                          Руководитель учитель химии

                                                                          Шеронова С. М.          

2012 г

    Содержание                                                                                                .

      Введение……………………………………………………………………2                                                                                                                    

1. Компоненты пищи.  Состав, функции, нормы потребления,

содержание  в продуктах питания, усвоение……………………….……3

1.1. Жиры……………………………………………………………….…..3  

1.2. Углеводы……………..………………………………………………..8

1.3.Белки…………………………………………………………………..12

1.4. Витамины и минеральные вещества………………………………..14

2. Калорийность пищи……………………………………………………16

2.1. Определение………………………………………………………….16

2.2. Калорийность распространенных продуктов питания…………….17

2.3. Влияние клетчатки на калорийность пищи…………………………18

2.3. Калорийность готовых блюд………………………………………...18

2.5. Диета после резекции желудка……………………………………….20

     3.Практическая часть……………………………………………………...22

 3. 1. Лабораторная работа « Калорийность пищи»……………………...22

 3.2.Расчёт калорийности блюд……………………………………………27

3.2.1. Расчёт калорийности овсянки………………………………………27

       3.2.2. Расчёт калорийности примерного меню с помощью калькулятора калорийности………………………………………………………………27

        Заключение…………………………………………………………….…..30

        Источники…………………………………………………………….……31

          Приложение………………………………………………………………….32

                                                    Введение

         Человеческий организм – уникальная и сложная биохимическая система, для поддержания работы которой нужна энергия. Энергия необходима для постоянного поддержания температуры тела, протекания тысяч химических реакций в клетках, для движения, умственной деятельности, физической работы. Вот мы и едим, чтобы быть активными.              Основу питания людей и животных составляют « три кита » - белки, жиры и углеводы.  Пища - основной источник энергии и "строительных материалов" для нашего организма. Она служит для удовлетворения физиологических потребностей:

• формирования новых и восстановления изношенных тканей организма,
• обеспечения энергетических затрат, необходимых для поддержания жизни и трудовой деятельности человека,
• регулирования жизненных процессов организма.

     Кроме белков, жиров и углеводов с пищей организм получает различные минеральные соли, микроэлементы, витамины, воду. Все эти компоненты очень важны, так как выполняют различные функции в организме человека.

    В нашем классе учится юноша, вынужденный придерживаться особого режима питания с учётом калорийности пищи ( он перенёс страшное заболевание и ряд операций ).  В настоящее время он обучается индивидуально в нашей школе и в Нижегородском ресурсном центре дистанционного образования детей с ограниченными возможностями здоровья. В его распоряжении имеется цифровая лаборатория « Архимед», с помощью которой  можно проводить дома лабораторные работы по физике, биологии и химии. Всё вышеизложенное вызвало у меня желание подробнее познакомиться с веществами, составляющими продукты питания, с их влиянием на организм человека.

           Цель работы: изучение веществ, составляющих основу питания людей.

           Задачи:

       1.Проанализировать научную и научно- популярную литературу по проблеме     компонентов продуктов питания и их калорийности.

       2.Систематизировать сведения о  веществах, содержащихся в некоторых продуктах питания и их пользе.

       3.Определить калорийность некоторых продуктов питания.

       4.Рассчитать калорийность примерного меню.

В процессе работы мы использовали следующие методы:

       1.Изучение и анализ литературы.

    2.Эксперимент.

Структура работы

Данная работа состоит из титульного листа, содержания, введения, основной   части, практической части, заключения и списка использованной литературы.

  Во введении раскрыта актуальность выбранной темы, определены цель, задачи и   методы  работы. В основной части раскрыты вопросы о необходимых для организма количествах белков, жиров, углеводов и других компонентов пищи, о процессе их усвоения. В практической части описаны лабораторная работа по химии из цифровой лаборатории Архимед и приведены расчёты калорийности по таблицам калорийности продуктов.

В заключении сделаны выводы и приведён список использованной    литературы.

                                      1. Компоненты пищи

             Состав, функции, нормы потребления, содержание в продуктах

                                       питания, усвоение

                                              1.1. Жиры

          Главной составной частью жиров являются сложные эфиры – производные трёхатомного спирта (глицерина) и некоторых органических кислот, имеющих в углеводородном радикале от 5 до 24 атомов углерода.

    Жиры наряду с белками и углеводами составляют основу питания человека. Они – самый эффективный источник энергии: 1 г жиров при полном окислении в клетках организма даёт 9,3 ккал (38 кДж) энергии, то есть почти в два раза больше, чем грамм белков или углеводов. Потребность в жирах составляет примерно 1 грамм на килограмм веса.

  Энергия расходуется преимущественно для поддержания нормальной температуры нашего тела, а также на работу различных мышц. Даже когда человек спит, ему на покрытие энергетических расходов (так называемый основной обмен) каждый час требуется около 350 кДж энергии; примерно такова же мощность электрической 100 – ваттной лампочки.    

          Жиры служат поставщиком энергии, являются теплоизолятором, входят в состав клеточных компонентов, в том числе мембран, используются для синтеза очень важных для организма соединений – простагландинов, которые принимают участие чуть ли ни во всех биологических процессах. Употребление пищи без жира ведёт к нарушениям деятельности центральной нервной системы, ослаблению иммунитета.

         Жиры содержатся практически в любом продукте питания. В небольшом количестве они есть даже в картофеле (0,4%) и хлебе (1 – 2%). В молоке обычно 2 – 3 % жира, если оно специально не обезжирено, а вот в постном мясе – до 33%. Всё это так называемый скрытый жир, присутствующий в продукте в виде отдельных мельчайших частиц. К жирам же почти в «чистом виде» относятся сало, сливочное и растительное масло, маргарин.

                При правильном питании примерно треть потребляемых человеком жиров должны составлять жидкие растительные – в них содержится ненасыщенные, жирные кислоты с двойной углерод – углеродной связью. Самая распространённая из таких кислот – олеиновая (от лат. Oleum – «масло»)  CH3 – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – COOH.

      Особенно важны полиненасыщенные кислоты с несколькими двойными связями:

     линолевая CH3 – (CH2)4 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH с двумя двойными связями,

     линоленовая CH3 – (CH2CH=CH)3 – (CH2)7 – COOH   с тремя

     и арохидоновая CH3 – (CH2)3 – (CH2 – CH=CH)4 – (CH2)3 – COOH

      с четырьмя. Именно они обладают наибольшей биологической активностью. Организм человека синтезировать такие кислоты не может и должен получать их готовыми с пищей (как витамины). С жирами мы получаем незаменимые кислоты, без которых нарушается обмен веществ, витамины, а также холестерин. Организм может синтезировать холестерин 

     ( это провитамин D,  вещество из класса  Стерины – полициклический спирт сложного строения с  брутто формулой C27H46O), который встречается только в жирах. Если в крови холестерина слишком много, то его избыток оседает на стенках кровеносных сосудов и возникает серьёзная болезнь – атеросклероз. Если в рационе присутствуют растительные жиры, то холестерин усваивается меньше. Полиненасыщенные кислоты, которые ускоряют обмен холестерина в организме, уменьшают его содержание в крови и, следовательно, опасность отложения холестерина на стенках кровеносных сосудов. А содержащиеся в масле растительные стерины тормозят поступление холестерина из кишечника в кровь и уменьшают его усвоение. Вот почему  мы должны ежесуточно употреблять 5 – 10 г ненасыщенных кислот или 20 – 25 г растительного жира.

    Есть в жирах и другие полезные компоненты, например, жирорастворимые витамины. Ими богата печень рыбы и морского зверя, а также летнее сливочное масло (витамины A, D), растительные жиры (E, K).  Так, растительные масла, особенно подсолнечное, богаты токоферолом (витамином Е). Имеется в них и b - ситостерин – антагонист вредоносного холестерина, откладывающегося на внутренних стенках кровеносных сосудов, что приводит к серьёзному заболеванию – атеросклерозу. В сливочном масле, прежде всего из «летнего» молока, немало оранжево – жёлтого b - каротина (это предшественник витамина А в организме). Вот почему чистые (без примесей) растительные масла бесцветны, а сливочное масло имеет жёлтый цвет. У неочищенного (нерафинированного) растительного масла образуется осадок, содержащий очень полезные вещества – фосфолипиды ( фосфатиды ) – ближайшие родственники сложного эфира. Это они выпадают в осадок в бутылках с растительным маслом и способствует образованию вкуснейшей корочки на поджаренном картофеле. В фосфатидах, кроме фрагментов молекул глицерина и жирных кислот, можно обнаружить также остатки фосфорной кислоты и её производных.

   Пигменты – вещества, придающие окраску жирам. Из них хлорофилл придаёт зелёный оттенок конопляному маслу, каротиноиды окрашивают сливочное масло в жёлтый цвет. Интересно, что летнее масло имеет окраску более интенсивную: пигменты переходят в него из травы, а масло, полученное зимой,  более бледно, так как сено и солома пигментами бледны.

        Специалисты установили, что потребность человека в жирах с возрастом изменяется. Необходимо, чтобы каждые сутки в меню появлялось растительное масло объёмом не менее одной столовой ложки для первоклассника и двух – трёх ложек для выпускника средней школы. На потребность в растительных жирах накладывает отпечаток и профессия – докеры должны получать в день до пяти ложек растительного масла, а бухгалтеры – вдвое меньше.

         Заботясь о рациональном питании, следует учитывать суммарное содержание жиров во всех продуктах. Так, к примеру,  в 100 г хлеба их не более 2 г,  в той же массе нежирной говядины – до 7,5, а в утином мясе – до 30 г!

    Жирные кислоты не могут быть синтезированы организмом и должны обязательно поступать с пищей. Без них невозможно усвоение многих витаминов, как А, Д, Е,К и пр.

   Жиры содержатся во всех видах масел, а также в мясных, молочных продуктах, рыбе, орехах, яйцах и т.д.

    30% калорий должны поступать в организм ежедневно в виде жиров, причём две трети его должно быть растительного происхождения.

        Жиры в пищеварительном тракте гидролизуются, но не до конца. Две крайние эфирные связи в молекуле триглицерида расщепляются под действием воды, а центральная остаётся неизменной. Гидролиз начинается уже в желудке под влиянием содержащегося в слюне фермента липазы (от греч. «липос» - «жир»), которого особенно много у маленьких детей. Затем в дело вступает липаза, вырабатываемая поджелудочной железой. Из желудка жир периодически выбрасывается в тонкий кишечник. Этот процесс регулируется продуктами гидролиза – моноглицеридами и жирными кислотами, которые из кишечника «сигнализируют» желудку, что пора пропустить очередную порцию жира или же, наоборот, задержать её в желудке, чтобы облегчить переваривание в кишечнике. Как подаются эти сигналы, пока неясно. Длительное чувство сытости («полного желудка») после жирной пищи как раз и связано с замедленным переходом жиров из желудка в кишечник.

         Липаза не растворяется в жирах. Поэтому реакция гидролиза идёт лишь на поверхности частиц жира, окружённых водным раствором. Максимально увеличить поверхность контакта помогают вырабатываемые печенью желчь и желчные кислоты. В их присутствии жир дробится на мельчайшие капельки, с которыми липаза легко справляется.

   А затем продукты гидролиза – моноглицериды и жирные кислоты должны пройти через стенки клеток кишечника, чтобы потом попасть в кровь. Стенки пропускают только водные растворы. Поэтому жирные кислоты и моноглицериды, а также желчные кислоты собираются в особые агрегаты – мицеллы. Они проникают в клетки кишечника и там образуют новые молекулы триглицеридов, которые    объединяются в мелкие жировые капельки, покрытые снаружи белком. В таком виде они с током крови переносятся по организму.

1.2.Углеводы

          Простейшие углеводы (моносахариды) с химической точки зрения представляют собой органические соединения, содержащие гидроксильные и карбонильные группы (альдегидоспирты, кетоспирты).

         Из этих групп, как из отдельных звеньев, построены более сложные молекулы: дисахариды (с двумя моносахаридными фрагментами) и полисахариды ( в их молекулах таких фрагментов больше двух).        Углеводов человек должен употреблять не менее 500г в сутки – примерно в 5 раз больше, чем жиров. Именно жиры и углеводы – наш основной источник энергии. Углеводы примерно вдвое менее калорийны, чем жиры. Углеводы составляют большую часть нашей пищи и незаменимы для нормального процесса обмена веществ.

              Углеводы могут откладываться в печени или в мышцах в виде гликогена (C6H10O5)n, а в растениях – в виде крахмальных зёрен.

        Когда человек выполняет интенсивную физическую работу, гликоген подвергается гидролизу: он деполимеризуется под действием воды, образуя молекулы глюкозы, распространяющиеся по всему организму током крови. При этом у нас появляется жажда не только из – за потери влаги с потом, но и из – за частичного расходования его на гидролиз гликогена.

       Одна из важнейших функций углеводов - снабжение энергией нервных клеток и клеток головного мозга.

       Наиболее распространёнными углеводами являются глюкоза, фруктоза и сахароза. Ими богаты овощи, фрукты и мёд.  Эти продукты также содержат большое количество витаминов, микроэлементов, клетчатки и других полезных веществ, помогающих организму бороться с многими болезными. Полисахариды должны составлять большую часть поступающих в организм углеводов.

        Один грамм углеводов даёт организму около 4,1 ккал (17 кДж).

        От 55 до 60% всех калорий дневного рациона должно поступать в организм в виде углеводов.

        Моносахариды

        Каждая молекула моносахарида содержит несколько гидроксильных групп и одну карбонильную группу. Большинство моносахаридов – бесцветные кристаллические вещества, прекрасно растворимые в воде. Многие моносахариды очень трудно выделить из раствора в виде кристаллов, так как они образуют всякие растворы (сиропы), состоящие из различных изомерных форм.

        Самый известный моносахарид – виноградный сахар, или глюкоза  (от греч.     «гликис» - «сладкий»), C6H12O6. Глюкоза принадлежит к классу альдегидоспиртов – соединений, содержащих гидроксильные и альдегидные группы. В молекуле глюкозы пять гидроксильных групп и одна альдегидная. Наличие её в глюкозе можно доказать с помощью реакции «серебряного зеркала». Глюкоза как альдегид  окислятся в соответствующую (глюконовую) кислоту и давать качественные реакции альдегидов:

          Реакция «серебряного зеркала»:

                                             O               t                                             O

  CH2OH – (CHOH)4 – C          +Ag2O → CH2OH – (CHOH)4 – C          +2Ag↓

                                             H                                                              OH

  Реакция со свежеполученным Cu(OH)2 при нагревании:

                                             O                       t                                          O

   CH2OH – (CHOH)4 – C         +2Cu(OH)2 → CH2OH – (CHOH)4 – C          +

                                           H                                                                    OH

  +Cu2O↓+ H2O

        Когда глюкоза C6H12O6 поступает в организм человеку, его энергетический потенциал реализуется с помощью аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Полученная энергия используется при мышечных сокращениях, обеспечивает биосинтез и иные процессы, без которых немыслим живой организм.

     Фруктоза

   Это тоже моносахарид, полностью сходный с глюкозой по составу, но отличный по строению.

   У фруктозы есть иное название – плодовый или фруктовый сахар. Её можно назвать и цветочным сахаром: из нектара пчёлы переносят этот углевод в мёд (там его массовая доля достигает 50%). Поскольку фруктоза примерно вдвое слаще сахарозы, её использование в пищу желательно тем людям, у кого обмен веществ несколько нарушен. В лекарственные свойства мёда вносит свою лепту и фруктоза.

   Сахароза

   Её общая формула C12H22O11, она образуется из глюкозы и фруктозы.

   Сахароза, по  существу, и есть тот сахар (песок, рафинад), который является общеизвестным продуктом питания.

   В нашем организме в результате гидролиза из сахарозы (дисахарида) образуются оба упомянутых выше моносахарида в равных количествах.

   Катализаторами гидролиза в организме служат ферменты, однако и нагревание может вызвать гидролиз. Поэтому, когда сиропы долго кипятят, они становятся слаще – образуется фруктоза.

        Лактоза

        Этот углевод называют ещё молочным сахаром, так как он преимущественно содержится в молоке животных. Лактоза, как и сахароза, - дисахарид, только в её молекуле вместо фруктозы с глюкозой связана галактоза. Глюкоза и галактоза отличаются лишь взаимным расположением атома водорода и гидроксильной группы при одном из атомов углерода. Однако в сложных биохимических  превращениях пищи такое различие имеет огромное значение. С лактозой человек знакомится с первых дней жизни, так как в материнском молоке нет других углеводов, кроме лактозы.

       Так же, как и глюкоза, лактоза может «бродить», только ей нужны для этого свои, лактозные дрожжи. Тогда в продуктах брожения накапливаются соединения, придающие молочным напиткам особый вкус.

        Полимерные углеводы.

      Крахмал

   Степень полимеризации этого вещества чрезвычайно велика: его молекулярная масса исчисляется миллионами у.е.! Для растительных организмов крахмал играет ту же роль, что и для животных гликоген: он подвергается гидролизу, и в итоге снова образуется глюкоза.

   Процесс гидролиза крахмала в организме человека сложный, но технологически обработанный – крахмал уже на языке начинает ферментативный гидролиз:

           (C6H10O5)n + (n-1)H2O → nC6H12O6

          полисахарид                                 глюкоза

   Мальтоза не успевает превратиться в моносахариды за то время, которое мы обычно затрачиваем на пережёвывание, и процесс образования глюкозы из крахмала заканчивается уже в пищеварительном тракте. Однако если содержащую крахмал пищу (например, хлеб) пожевать, скажем, минуту или полторы, появляется отчётливый сладкий вкус.

   Наш организм получает крахмал в основном с картофелем, однако массовая доля этого углевода в клубнях не превышает 20%. Гораздо богаче крахмалом зерновые: рис – 80%, кукуруза – 74%, пшеница – 74%.

     Целлюлоза (клетчатка)

        Общая формул, как и у крахмала, (C6H10O5)n. Отличие крахмала от целлюлозы – в характере сочленений циклических фрагментов глюкозы, из которых образованы оба полисахарида. В целом же в гигантских молекулах глюкозы (клетчатки) больше линейных, а в крахмале  больше разветвлённых участков.

                  Поступая в наш организм с растительной пищей, клетчатка проходит желудок, практически не изменяясь. В кишечнике человека в зависимости от состава пищи переваривается лишь незначительная часть поступающей туда клетчатки. Остальная её масса так и выводится из организма непереваренной, но при этом целлюлоза способствует повышенному выделению пищеварительных соков на всём своём пути, нормализуя работу кишечника.

                                                1.3. Белки

     Структурными фрагментами белков являются аминокислоты (вспомните: углеводы расщеплялись до глюкозы). Аминокислотный состав – причина большого разнообразия белков по сравнению с другими известными нам структурами.

   Особенность аминокислот – наличие двух функциональных групп: кислотной (- COOH) и основной (-NH2) – в одной молекуле. Они взаимодействуют друг с другом (в соседних молекулах), образуя мостики:

         - COOH + - NH2   =   - CO – NH2 - + H2O

   Такими мостиками может быть соединено в цепи неограниченное число различных аминокислот. А подвижность электронов азота и кислорода в амидной группировке приводит к возникновению бесчисленных взаимодействий между цепями этих биополимеров.

   Для взрослого человека пища должна содержать незаменимые аминокислоты: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин, а для детей ещё и аргинин и гистидин, т. к. эти аминокислоты не могут синтезироваться нашим организмом. 

    Распадаясь на структурные элементы (аминокислоты), белки служат строительным материалом в организме. Из белков состоят сухожилия, мышцы, гемоглобин крови, кожа, ногти, волосы. Присутствуют они и в разнообразных жидкостях, наполняющих наше тело.

     Кроме того, существуют белки, регулирующие процессы жизнедеятельности в организме - гормоны; белки, защищающие его от инфекций - специальные белки-антитела, обладающие способностью распознавать проникшие в клетки бактерии, вирусы и нейтрализовывать их.

         Особый класс белков - ферменты- ускоряют все химические реакции, протекающие в клетке. В природе существуют транспортные белки, переносящие молекулы и ионы из одного органа в другой, например, гемоглобин, доставляет кислород от лёгких к тканям.

         Учёные подсчитали, что из основных компонентов пищи (белков, жиров, углеводов) человечество острее всего ощущает дефицит в белках. Если по нормам установленным медиками, для взрослого здорового человека необходимо в день 80 – 100 г белков ( для детей 2-3 г, для взрослых- 1г белков на килограмм веса тела), то далеко не всегда этот минимум обеспечивается.

   Одну треть необходимых белков должны составлять белки животного происхождения,содержащиеся в яйцах, мясе, рыбе, молоке, икре.

   Пищевые белки содержатся и  в семенах многих растений( пшеница, рис, кукуруза ). В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные; они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются.      

    Белками богаты большинство молочных, мясных продуктов, яйца, картофель, зерновые, грибы, бобовые и т.д. Один грамм белка обладает энергетической ценностью около 4,1 ккал (17 кДж).

    От 10 до 15% калорий организм должен получать в виде белка. Причём две трети  всех белков нашего рациона должны быть растительного происхождения, и только треть - животного.

           Белки начинают превращаться только в желудке. Здесь пищевые белки встречает пепсин- белок- фермент, активность которого обеспечивается соляной кислотой. За 6-12 часов, пока пища находится в желудке, пепсин успевает уменьшить длину цепи белков в среднем в 20 раз и приводит к образованию пептонов и пептидов ( смесь продуктов неполного гидролиза белков ). Из желудка пища поступает в кишечник, где под действием трипсина и пептидаз- ферментов пептоны и пептиды практически полностью распадаются на отдельные аминокислоты. Через лимфатическую систему аминокислоты поступают в кровь, которая переносит их в печень, а затем по всему организму в соответствующие органы для построения белков собственного организма.  

                                            1.4. Витамины

          Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые для осуществления важнейших процессов, протекающих в его организме. Витамины укрепляют иммунитет, участвуют в образовании гормонов и ферментов.

           Для нормальной жизнедеятельности человека необходимы в небольших (микроскопических) количествах, но так как в организме они не синтезируются в достаточном количестве, то должны поступать с пищей в качестве необходимого её компонента. Их отсутствие или недостаток в организме вызывает гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия витаминов). При приёме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы. В качестве единицы измерения витаминов пользуются миллиграммами (1мг = 10ˉ³ г), микрограммами (1 мкг = 10ˉ ) на 1г продукта или мг % (миллиграммы витаминов на 100 г продукта). Потребность человека в витаминах зависит от его возраста, состояния здоровья, условий жизни, характера его деятельности, времени года, содержания в пище основных компонентов питания. Сведения о суточной  потребности взрослого человека в витаминах приведены в таблице 10. на стр. 243 учебника Габриеляна О .С. Химия. 10 класс.

   Минеральные вещества входят в состав костей и зубов, регулируют деятельность ферментов, участвуют в водообмене и активируют работу нервной системы.

   Большое количество витаминов и минеральных веществ содержится в овощах и фруктах, некоторые есть также в молоке, мясе и рыбе.

      Состав продуктов питания, то есть количество белков, жиров и углеводов, а также калорийность пищи, можно посмотреть в таблицах калорийности продуктов в Калькуляторе калорий.

2. Калорийность пищи

2.1. Энергети́ческая це́нность, или энергоёмкость, или калорийность — это количество энергии, высвобождаемой в организме человека из продуктов питания в процессе пищеварения, но только при условии её полного усвоения. Энергетическая ценность продукта измеряется в килокалориях (кКал) или килоджоулях (кДж) в расчете на 100 граммов  продукта. Килокалория, используемая для измерения энергетической ценности продуктов питания, также носит название «пищевая калория», поэтому, при указании калорийности в (кило)калориях приставку "кило" часто опускают.

Также, в расчёте на 100 граммов продукта, указывается его Пищева́я це́нность — содержание углеводов, жиров и белков.

Для продуктов еще не готовых к употреблению — макароны, крупы, пельмени и тому подобное — энергетическая и пищевая ценности указываются в расчёте на 100 граммов исходного (то есть сырого или сухого) продукта. 

     Калорийность продуктов питания определяет их химический состав. В жирах содержится наибольшее количество энергии – около 9 ккал на 1 грамм,  1 г углеводов или белка содержит около 4 ккал. Поэтому пища с большим содержанием жиров – сливочное масло, топленые жиры, жирное мясо, сосиски, сардельки, шоколад, растительные масла – является наиболее калорийной.    Продукты питания с большим содержанием воды обладают меньшей калорийностью. К таким продуктам относятся овощи, фрукты. Чем больше воды в овощах, тем ниже их калорийность. Это касается и круп, и хлеба, и бобовых, и других продуктов растительного происхождения.

2.2. Калорийность распространённых продуктов питания

     Высококалорийные  продукты

• Очень большая калорийность продуктов питания ( 450-900 ккал на 100 г ) Масло подсолнечное, топленое, сливочное, шпик, свинина жирная, колбасы сырокопченые. Орехи, шоколад, пирожные с кремом.
• Большая калорийность продуктов питания ( 200-449 ккал на 100 г

      Говядина 1 категории, свинина мясная, баранина 1 категории, колбасы   варено-копченые, колбасы полукопченые, колбасы вареные ( кроме говяжьей ), сардельки, сосиски, мясные хлебцы, гуси, утки. Сыры твердые, рассольные, плавленые, сметана, творог жирный, сырки творожные. Мойва осенняя, пеламида, сайра, севрюга, сельдь тихоокеанская, угорь, икра ( зернистая, паюсная, кеты, горбуши, белуги, осетра ). Хлеб,  макароны, сахар, мед, варенье.

       Среднекалорийные продукты

• Умеренная калорийность продуктов питания ( 100-199 ккал на 100 г )  Баранина II категории, говядина II категории, конина, мясо лося, кролика, оленя, ягнятина, цыплята-бройлеры, индейки II категории, куры II категории, яйца куриные, перепелиные. Жерех, макрель, макрорус, сельдь атлантическая нежирная, скумбрия, ставрида, осетрина. Творог полужирный, йогурт 6% жирности.

      Низкокалорийные продукты

• Малая калорийность продуктов питания ( 30-99 ккал на 100 г )

        Молоко, кефир, творог нежирный, простокваша, йогурт 1,5% и 3,2% жирности, кумыс. Треска, хек, судак, щука, карп, камбала. Ягоды

      ( кроме клюквы ), фрукты, брюква, зеленый горошек, капуста

      ( брюссельская, кольраби, цветная ), картофель, морковь, фасоль, редька, свекла.

• Очень малая калорийность продуктов питания ( менее 30 ккал на 100 г )  Кабачки, капуста, огурцы, редис, репа, салат, томаты, перец сладкий, тыква, клюква, грибы свежие.

3.3. Влияние клетчатки на калорийность пищи

На калорийность продуктов питания влияет и содержание клетчатки ( пищевых волокон ): чем их больше, тем меньше калорийность. Клетчатка не только препятствует усвоению углеводов и жиров, но и существенно замедляет его.

В цветной капусте содержится 90 г воды, 4,5 г углеводов и 0,9 г клетчатки на 100 г съедобной части продукта. Ее калорийность составляет 30 ккал на 100 г. Сладкий перец содержит столько же воды – 90 г, а углеводов даже несколько больше, чем цветная капуста, - 5,2 г. Но в нем значительно больше клетчатки – 1,4 г; соответственно, его калорийность несколько ниже – 27 ккал на 100 г съедобной части продукта. При сопоставлении продуктов с почти одинаковым содержанием жира, но с разным уровнем клетчатки обнаруживается та же закономерность. Так, свежие грибы-подберезовики содержат 0,9 г жира и 2,1 г клетчатки, и их калорийность составляет 23 ккал; шампиньоны содержат несколько больше жира – 1,0 г, но в 2 раза меньше клетчатки – 0,9 г; соответственно, их калорийность выше – 27 ккал.

3.4. Калорийность готовых блюд

При подсчёте калорийности готовых блюд необходимо учесть ряд факторов:   1. Потерю калорийности при тепловой обработке.

Например, калорийность свежей свинины на 100 грамм продукта составляет 491 кКал. При жарке свинина теряет 44% калорий, т.е. калорийность стограммового куска уменьшится до 275 кКал. Разница составит  216 кКал. Вот маленький список продуктов, у которых уменьшается калорийность при приготовлении: Печень утиная при жарке калорийность уменьшается на 48%, курица – 41%,  индейка 32%, треска 26%, морковь 17%.

Потеря калорийности происходит за счёт улетучивания жиров с парами воды, а также за счет разложения белков, жиров и углеводов на воду и другие элементы в процессе нагревания.

2. Потерю витаминов и минералов при тепловой обработке.

Например, 100 грамм свежего укропа удовлетворить вашу потребность в витамине С на 100%. Но если укроп нарезать, тогда потеряется уже 25% витамина С. Если укроп подвергнуть тепловой обработке, тогда потеряется 50% витамина С.  Вот еще другие примеры: при варке говядины, почек, телятины потеря витамина B2 составит более 40%, при жарке картофеля теряется 40% железа, а при жарке рыбы и мяса – 20%.

3. Потерю массы готового блюда и использование воды при приготовлении. Калорийность гречки 308 кКал на 100 граммов. На самом деле калорийность гречневой каши по  рецепту: 100 граммов гречки и 250 граммов воды  будет 102 кКал.  Почему возникает такая большая разница? Потому что не учитывали в составе рецепта добавляемую воду при варке. Наличие воды уменьшает калорийность готового блюда. Даже если вы сливаете воду после варки, всё равно некоторые продукты, например, макароны, крупы, значительно развариваются, т.е. впитывают в себя воду и увеличиваются в объёме и массе, поэтому их калорийность на 100 грамм готового блюда в разы меньше калорийности сырого продукта.

Обмен веществ, а вернее его скорость определяется количеством калорий, которые расходуются в данный момент, и т.к. каждый человек индивидуален, то нет одной нормы потребления определённого количества калорий в сутки. Норма эта зависит от возраста, пола и веса. Рассчитать её можно по формуле:

Сколько калорий нужно женщине   9,563*вес + 1,850*рост – 4,676* возраст + 655,1

Сколько калорий нужно мужчине  5* рост + 14 *вес + 66 - возраст *6,8

Больше энергии тратят подростки, активные люди, люди с большим весом, беременные и кормящие грудью женщины.

3.5. Диета после резекции желудка

3.Практическая часть

3.1.  Лабораторная работа « Калорийность пищи» из цифровой лаборатории Архимед

 Чтобы поддерживать свою жизнь, люди нуждаются в энергии, которая постоянно выделяется при «сжигании» пищи, поступающей  в организм.

В этом эксперименте мы будем определять содержание энергии ( в кДж/г) в пищевых продуктах, которые для этого потребуется сжечь. Выделяющееся при горении тепло пойдёт на нагрев определённого количества воды. Если пренебречь потерей тепла в окружающую среду, то по формуле (1) можно подсчитать количество теплоты, содержащейся в сгоревшем образце, а по формуле ( 2) – рассчитать количество энергии, приходящееся на единицу массы продукта питания ( или энергетическую ценность данной пищи)

(1)   Q=с* ΔТ*m воды

C - удельная теплоёмкость воды

           ΔТ – изменение температуры воды

           m воды– масса воды

           Q – количество выделившейся при сгорании образца пищи/ поглощенной водой теплоты 

           (2)  Епищи= m пищи

             Епищи  - энергетическая ценность пищи – удельное количество содержащейся в ней энергии

            m пищи - масса сгоревшей пищи

             Схема экспериментальной установки

Оборудование и материалы

• Персональный компьютер
• Регистратор данных USB Liпk
• Датчик температуры (-25 0С - +110 ОС)
• Штатив с кольцом
• Асбестовая сетка для сжигания твердых продуктов
• Фарфоровая чашка для сжигания масла
• Небольшая металлическая консервная банка (100-200 мл) для воды
• Три образца пищи
• Технические весы
• Стеклянные палочки, 2 шт
• Мерный цилиндр, 25 мл
• Вода
• Спички

 Подготовка эксперимента

1. Запустите программу MultiLab.

2. Подключите датчик температуры к Входу 1 (I/0-1) USB Link.

3. Соберите установку, как показано на рисунке 1.

4. Нажмите кнопку Настройка регистратора параметры измерения:

на основной панели и установите параметры измерения:

 Проведение эксперимента

1. Определите массу образцов пищи, которые вы собираетесь сжечь.

2. Определите массу пустой металлической банки и банки с 50 мл воды.

3. Положите образец пищи на асбестовой сетке в металлическую банку и установите эту банку точно под банкой с водой.

4. Поместите датчик температуры в банку с водой таким образом, чтобы он не касался  стенок банки.

5. Нажмите кнопку Пуск  на основной панели и начните регистрировать данные.

6. Подожгите образец пищи. Учтите, что продукты должны быть как можно более сухими, чтобы влага не мешала горению.

7. Начните перемешивать воду и продолжайте до тех пор, пока не прекратиться рост температуры.

8. Нажав кнопку  Стоп на панели графиков, остановите запись данных.

9. Сохраните результаты. Для этого нажмите кнопку Сохранить.

10. Повторите пункты 3-9 для остальных образцов.

Анализ результатов

1. С помощью кнопок Включить Первый курсор и Включить Второй курсор покажите изменение температуры Δt для каждого образца пищи.

2. Рассчитайте тепло, поглощенное водой, по уравнению (1).

      З. Найдите массу образца, оставшегося после горения пищи. Разность между ней и исходной массой образца определяет массу сгоревшего вещества  m пищи 

Примечание: Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г·К).

Вопросы

1. Какой из исследуемых продуктов питания содержит большее количество энергии на единицу массы?

2. Энергия, содержащаяся в пище, обычно выражается в калориях (1 кал = 4,18 кДж).

 Выразите полученный вами результат в калориях.

Изменения температуры при нагревании воды на пламени горящего растительного масла

ΔТ = 7,10С = 280,1 К    

 Q = 4,18 Дж/г*280,1К * 50 г = 58540,9 Дж

Е масла = 58540,9 Дж / 2,5 г = 23416,36   Дж/г  = 5602 кал/г =  5,602 ккал/г

По табличным данным   Е растит. масла = 900 ккал /100 г = 9 ккал/г

Большая погрешность, вероятно, обусловлена потерями теплоты во внешнюю среду и нагревание фарфоровой чашки.

Нагревание воды на пламени горящих чипсов: 

ΔТ = 50С   =  278К        

Q = 4,18 Дж/г*К*278К * 50 г = 58102 Дж

 Е чипсов = 58102 Дж / 3 г = 19367,3  Дж/г  = 4633,3  кал/г = 4,63 ккал/г  

По табличным данным   Е чипсов = 528 ккал/100 г = 5,28 ккал/г

3.2  Расчёт калорийности блюд

3.2.1 Расчёт калорийность овсянки

Сложим массовые доли каждого питательного вещества овсянки ( белков, жиров, углеводов и воды) 5,8 +11,9+65,4+12 = 95,1 г . Остальные 4,9 г приходятся на минералы и микроэлементы.

  Теперь массу каждого вещества, содержащегося в 100 г овсянки умножим на количество калорий ( 1 г жира = 9 кал, 1 г белка = 4 кал, 1 г углеводов = 4 кал) :   5,8 *9 + 11,9*4 + 65,4*4 = 361,4 кал

3.2.2. Расчёт калорийности примерного меню с помощью калькулятора калорий

   Первый  завтрак: яйцо всмятку, гренки, сливочное масло. За 45 минут до     завтрака - злаковый кофе с молоком или сливками либо молоко.

Второй завтрак: творог со сметаной, ломтик батона с маслом, помидор протертый, без кожуры и косточек. За 45 минут до завтрака - напиток из трав.

Первый  обед: протертый овощной суп, заправленный маслом и сливками.

Второй  обед: фрикаделька из телятины, или отварная рыба, или отварная курица (120 г), картофельное пюре, морковное пюре или шпинат. Полдник: кусок нежирного окорока, гренки со сливочным маслом. Перед едой - молоко или очень слабый чай.

 Ужин: творог со сметаной, гренок со сливочным маслом, протертые фрукты. Перед едой - слизистый суп.

 Перед сном: мусс из яблок.

Без учёта выпитой воды, принятых лекарств.

                                        Заключение

       Изучая литературу о компонентах пищи,  я узнала много нового и интересного. Я  поняла, что в процессе обмена веществ происходит освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, что пища является одним из важных источников жизненной силы, поэтому   надо питаться правильно: разнообразно, дробно, с учетом калорийности и состава пищи.

Источники 

1.  Артеменко А.И. Удивительный мир органической химии. М.: Дрофа, 2004, 256 с.
2.    Бочарова С. П.  Химия в повседневной жизни.  Волгоград: Корифей, 2007 г. 96 с.
3. Габриелян О.С.  Химия. Учебник для 10 класса.  М.: Дрофа,  2010 г., 192 с.
4. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. М.: Высшая школа, 1992 г.,  192 с.
5. Чухрай Е.С. Молекула, жизнь, организм.  М. Просвещение. 1981г. 160с.

6.  http://pohudeniedieta.ru/calculator/kak-polzovatsya-kalkulyatorom-kalorii.htm

7. http://womannote.ru/104-skolko-kaloriy-nuzhno-cheloveku-v-den.html 

   8.   http://www.int-edu.ru/arhimed/  

9. www.abcslim.ru/articles/116/kalorijnost-produktov-i-gotovyh-bljud/

10. www.health-diet.ru/health_diet/recipe/index.php

11. www.fat-man.ru/kaloriynost-produktov/

12. www.missfit.ru/likbez/calory-1/

13. ru.wikipedia.org/wiki/Энергетическая_ценность

                         Приложение

      Как устроен Калькулятор калорий

Калькулятор калорий - это более двух десятков активных  таблиц калорийности продуктов, соответствующих основным  группам продуктов питания. В каждой таблице несколько десятков  наименований  самых распространённых продуктов, расположенных для удобства поиска в алфавитном порядке.

  Рядом с наименованием продукта указана общепринятая единица измерения - штука, столовая ложка, стакан, упаковка и т.д., а также её ориентировочный вес  в граммах. Это позволяет легко определять "на глаз" вес имеющихся в Вашем распоряжении продуктов.

   Первоначально этот же  вес  указан в крайней левой графе Вес г. Затем в соседних графах указано содержание в граммах  белков,  жиров и  углеводов в том количестве продукта, которое в данный момент отображается в графе Вес г.

    В следующей графе показано количество  Килокалорий в этом же  весе продукта.   В правой графе выводятся так называемые "очки" или "условные единицы", определяемые гликемическим индексом продукта.

    Внизу таблицы есть кнопка  « Считать» для вычисления калорийности тех продуктов, вес которых вы изменили в графе Вес г.

    Правее её кнопка « Очистить» , которая очищает всю таблицу для индивидуальных вычислений, записывая везде нули.

   Далее расположена кнопка « Порция», которая устанавливает первоначальные значения  веса  в графе Вес г, соответствующие одной типовой порции. Рядом с ней кнопка « 100 г» , которая выставляет в графе Вес г одинаковый для всех продуктов  вес в 100 граммов. Это очень удобно для сравнения калорийности разных продуктов. Внизу таблицы в графе Итого отображается сумма по каждому столбцу.

  Ниже располагается Таблица результатов вычислений, которая служит для запоминания результатов расчётов на данной странице и переноса их на другие страницы калькулятора. Кнопка « Добавить»  прибавляет результаты из графы Итого к ранее запомненным значениям. Кнопка « Обнулить» служит для обнуления запомненных результатов перед новыми вычислениями.

   Как определить калорийность типовой порции продукта

 Выберите  группу продуктов в левом меню и нажмите на неё. таблице в графе Наименование продукта  выберите нужный продукт и посмотрите  калорийность в графе Ккал. При этом в графе Вес г будет указан  вес порции продукта в граммах. Как определить количество очков в типовой порции продукта. Выберите  группу продуктов в левом меню и нажмите на неё. В таблице в графе Наименование продукта  выберите нужный продукт и посмотрите количество очков в графе Очки. При этом в графе Вес г будет указан  вес порции продукта в граммах.

 Как определить состав типовой порции продукта

Выберите  группу продуктов в левом меню и нажмите на неё. В таблице в графе Наименование продукта  выберите нужный продукт и посмотрите состав продукта в графах Белки, Жиры, Углеводы, где указано содержание в одной порции Белков, Жиров и Углеводов в граммах. При этом в графе Вес г будет указан  вес порции продукта в граммах.

   Одновременно можно вычислить состав и калорийность любого количества продуктов, узнать калорийность и состав любого количества продуктов и т.д.