Пищевая химия: учебник для студентов вузов

Железо. В организме человека содержание железа составляет 4–5 г, из них около 27% находится в гемоглобине крови, 23% – в тканях и тканевых ферментах, остальные депонированы в печени, селезенке, костном мозге и являются «физиологическим резервом».

Железо играет большую роль в окислительных и восстановительных процессах. Оно входит в состав гемоглобина, эритроцитов, миоглобина и многих ферментов, участвует в процессах кроветворения. Железо обеспечивает обратимое связывание кислорода эритроцитами и его транспорт во все органы и ткани организма. В крови железо переносится в виде трансферрина – комплекса с белком плазмы, а в печени, селезенке и костном мозге оно накапливается в виде другого белкового комплекса – ферритина. Железо входит в состав цитохромов (сложные белки, относящиеся к классу хромопротеидов), участвующих в процессах тканевого дыхания.

Важную роль железо играет в поддержании достаточного уровня иммунной защиты. Присутствие железа в организме необходимо для полноценных фагоцитоза и активности естественных киллеров, синтеза лизоцима, интерферона, обеспечивающих хорошую бактерицидную способность сыворотки крови. Кроме того, железо входит в состав антиоксидантных ферментов пероксидаз, что обуславливает его антиоксидантные свойства.

Из организма железо не выводится с мочой, оно выводится с желчью и при кровотечениях, в связи с чем, потребность в железе у женщин выше. Всасывается железо только в виде ионов Fe (II), усвоение протекает медленно и зависит от многих факторов. Фактически усваивается только часть железа, присутствующего в продуктах питания.

Таблица 3.2.1. Содержание железа в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля железа, мг%
Какао порошок	22,0
Печень свиная	20,2
Чечевица (зерно)	11,8
Творог нежирный	0,3
Гречиха (зерно)	8,3
Печень говяжья	6,9
Яичный желток	6,7
Крупа гречневая	6,7
Почки говяжьи	5,9
Фасоль (зерно)	5,9
Сердце говяжье	4,8
Миндаль	4,2
Мука ржаная обойная	4,1
Крупа овсяная	3,9
Крупа «Геркулес»	3,6
Мясо кролика	3,3
Инжир	3,2
Конина 1 кат.	3,1
Фундук	3,0
Изюм	3,0
Говядина 1 кат.	2,7
Мозги говяжьи	2,6
Яйцо куриное	2,5
Груша	2,3
Яблоки	2,2
Баранина 1 кат.	2,0
Мука пшеничная, 1сорта	2,1
Крупа пшеничная	2,0
Орехи грецкие	2,0
Петрушка	1,9
Сыр «Голландский»	1,8
Крупа перловая	1,8
Укроп	1,6
Куры	1,6
Чеснок	1,5
Свекла	1,4
Мука пшеничная, в/с	1,2
Лук зеленый	1,0
Сыр плавленый	0,9
Лук репчатый	0,8
Морковь	0,7
Капуста белокочанная	0,6
Виноград	0,6
Творог, жирн. 18%	0,5
Треска	0,5
Молоко пастеризованное	0,1

Лучше всего усваивается железо из мяса, примерно на 30%, и хуже – из зерновых злаков, на 10%. Это объясняется тем, что растительные продукты содержат фосфаты и фитин, которые образуют с железом труднорастворимые соли и препятствуют его усвоению. Снижают биодоступность железа многие напитки, содержащие полифенольные соединения, например, присутствующие в чае дубильные вещества, образуют с железом трудно растворимые комплексы. Способствуют усвоению железа витамины В12, С.

Железо содержится практически во всех продукты питания, больше всего его в субпродуктах, муке грубого помола, яичных желтках, бобах, орехах (табл. 3.2.1). Дополнительное количество железа поступает с водой, где содержание железа зависит от источника, состояния системы водоснабжения.

Несмотря на активное участие в различных обменных процессах, железо может оказывать и токсичное воздействие. Максимально допустимая cуточная доза железа – 45 мг (FNB). По расчетам, проведенным ГУ НИИ питания РАМН, содержание железа в рационе жителей РФ значительно ниже уровня необходимого поступления (10–18 мг/сут.), что говорит о его недостатке для организма. Данные о рекомендуемой суточной потребности в железе приведены в таблице 3.2.2.

Таблица 3.2.2. Рекомендуемая суточная потребность в железе

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мг/сут.
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Женщины	>18	15	18
Мужчины	>18	10	10
Беременные		30	33
Кормящие матери		20	18

Дефицит железа приводит к железодефицитной анемии, при которой число эритроцитов в крови остается нормальным, а содержание гемоглобина в них уменьшается, ослабляется иммунитет, ухудшается сон. Соединения железа (табл. 3.3.1) используют для обогащения продуктов массового потребления, питания для детей, беременных и кормящих женщин. При избытке железа наблюдается падение кровяного давления, воспаление почек, нарушение работы желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы.

Для количественного определения железа в продуктах питания применяют фотометрический метод, арбитражным методом является атомно-абсорбционный.

Медь. В организме человека содержание меди составляет 100–150 мг. Медь обнаруживается во многих органах человека – печень, ее рассматривают как «депо» меди в организме, мозг, особенно в стволе мозга, почках и других органах и тканях.

Медь участвует в процессе дыхания и служит переносчиком кислорода в гемоцианине, она необходима для поддержания нормального состава крови. Кроме того, медь необходима для правильного развития соединительных тканей и кровеносных сосудов. Это связано с тем, что медь входит в состав фермента – моноаминооксидазы, ответственного за поперечную сшивку полипептидных цепей коллагена. Медь также участвует в процессах роста и размножения; в процессах пигментации, так как входит в состав меланина. Ионы меди способствуют правильному усвоению железа. Вхождение меди в антиоксидантный фермент супероксиддисмутаза обеспечивает ей антиоксидантные свойства.

При болезни Вильсона содержание меди увеличивается в 100 раз, она обнаруживается во многих органах и тканях, ее даже видно на роговице глаз в виде коричневых или зеленых кругов. При этой болезни медь не может связываться с белками и начинает откладываться, нарушается транспорт меди в организме.

Таблица 3.2.3. Содержание меди в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля меди, мкг%
Какао-порошок	4550
Печень говяжья	3800
Фундук	1130
Креветки (мясо)	850
Горох (зерно)	750
Крупа гречневая	640
Фасоль	580
Орехи грецкие	530
Крупа овсяная	500
Хлопья «Геркулес»	450
Почки говяжьи	450
Мука пшеничная обойная	400
Сердце говяжье	380
Мука ржаная обойная	350
Крупа манная	350
Крупа перловая	280
Баранина 1 категории	238
Мука ржаная обдирная	230
Говядина 1 категории	182
Мука пшеничная, 1 сорт	180
Сельдь атлантическая	170
Треска	150
Картофель	140
Яичный желток	139
Чеснок	130
Мясо кролика	130
Земляника садовая	125
Яблоки	110
Тунец	100
Мука пшеничная, в/с	100
Лук зеленый	92
Лук репчатый	85
Яйцо куриное	83
Куры	76
Капуста белокочанная	75
Творог, жирн. 18%	74
Творог нежирный	60
Сыр плавленый «Российский»	60
Сыр «Российский»	50
Молоко сырое	12
Молоко стерилизованное, жирн. 3,2%	12
Кефир жирный	10

Содержание меди в пищевых продуктах лежит в широком диапазоне 0,01–4,5 мг%. В большом количестве она содержится в мясе, особенно много в печени животных и рыб, зелени, повышенное содержание меди отмечается в бобовых культурах (табл. 3.2.3). Субпродукты (печень, почки), крабы, креветки, листовые овощи, мука грубого помола содержат не только медь, но и молибден, с которым медь хорошо сочетается в диете, эти элементы образуют комплекс, связанный с белком. При суточной потребности меди 1–1,5 мг (табл.3.2.4), только 30%, от поступающий с продуктами питания меди, аккумулируется в организме.

Таблица 3.2.4. Рекомендуемая суточная потребность в меди

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мг/сут.
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Дети	3–14		0,6–0,8
Женщины	>18	1,0–1,5	1,0
Мужчины	>18	1,0–1,5	1,0
Беременные женщины		1,0–1,5	1,1
Кормящие матери		1,0–1,5	1,4

Дефицит меди вызывает задержку роста, анемию, дерматозы, депигментацию волос, понижение уровня гемоглобина, атрофию сердечной мышцы, нарушение структуры соединительной ткани. Многие районы РФ испытывают недостаток меди, по данным ГУ НИИ питания РАМН содержание меди в пищевом рационе населения значительно ниже уровня необходимого поступления (1,5–3,0 мг/сут.). Содержание меди в продуктах питания не нормируется (СанПиН 2.3.2.1078–01), исключение составляет масло коровье, топленные животные жиры и маргарины, поступающих на хранение (не более 0,04–0,15 мг%) и пектины (не более 5,0 мг%).

Избыток меди токсичен и вызывает нарушение функций дыхательных путей, анемию, приводит к дефициту других микроэлементов – цинка, молибдена и марганца. При длительном воздействии высоких доз меди наступает интоксикация и отравление. Данные о максимально допустимой суточной дозе меди различаются: 5 мг (МР 2.3.1.2432–08) и 10 мг (FNB). Несмотря на то, что основную опасность представляют выбросы промышленных предприятий, опасны и пищевые продукты, соприкасающиеся с медной тарой, медь, являясь сильным окислителем, разрушает витамины С и А, ухудшает органолептические свойства, способствует окислению липидов.

Для количественного определения меди в пищевых продуктах применяют экстракционно-фотометрический, арбитражным методом является атомно-абсорбционный метод.

Цинк. Содержание цинка в организме человека 1–2 г, он присутствует в эритроцитах, мышцах, печени, костной ткани. Основная функция цинка – участие в работе ферментных систем. Он входит в состав примерно 200 ферментных систем, ответственных за метаболизм углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот. Цинк присутствует в некоторых дегидрогеназах, определяет активность отдельных фосфотаз, катализирующих гидролиз. Он необходим для функционирования ДНК- и РНК-полимераз, контролирующих процессы передачи наследственной информации и биосинтез белков. Он способствует синтезу коллагена, чем ускоряет заживление ран. Участие цинка в работе антиоксидантных ферментов (каталаз и дегидрогеназ) определяет его антиоксидантные свойства.

Кроме того, цинк оказывает влияние на активность половых гормонов гипофиза, он необходим в сперматогенезе. В целом связь цинка с гормонами и ферментами объясняет влияние цинка на углеводный, жировой и белковый обмен, на окислительно-восстановительные процессы.

Основные источники цинка – мясо и субпродукты, яйца, бобовые, мука грубого помола, отруби, морепродукты (табл. 3.2.5). Дефицит цинка у растущих организмов выражается в потере аппетита, задержке роста, нарушениях в скелете, повреждениях кожи, торможении полового созревания и, в конечном счете, может привести к бесплодию.

Таблица 3.2.5. Содержание цинка в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля цинка, мкг%
Какао-порошок	7100
Печень свиная	4000
Сыр «Российский»	3500
Говядина 1 категории	3240
Фасоль	3210
Яичный желток	3105
Хлопья «Геркулес»	3100
Баранина	2820
Пшеница (зерно)	2810
Крупа овсяная	2680
Орехи грецкие	2570
Фундук	2440
Почки говяжьи	2320
Мясо кролика	2310
Сердце говяжье	2120
Креветки (мясо)	2100
Куры	2055
Крупа гречневая	2050
Рожь (зерно)	2040
Мука пшеничная обойная	2000
Мука ржаная обойная	1950
Мука пшеничная, 2 сорт	1850
Мука ржаная обдирная	1230
Яйцо куриное	1110
Чеснок	1025
Треска	1020
Мука пшеничная, 1 сорт	1010
Крупа перловая	920
Сельдь атлантическая	900
Лук репчатый	850
Тунец	700
Мука пшеничная, в/с	700
Крупа манная	590
Капуста белокочанная	400
Молоко сырое	400
Кефир жирный	400
Творог, жирн. 18%	394
Творог нежирный	364
Картофель	360
Лук зеленый	300

В некоторых случаях дефицит цинка приводит к нарушениям в сенсорном аппарате – извращение вкуса и запаха. Недостаточное содержание цинка в рационе может привести к усиленному накоплению железа, меди, кадмия, свинца.

Данные о рекомендуемой суточной потребности в цинке приведены в таблице 3.2.6. Избыток цинка вызывает задержку роста, нарушение минерализации костей, поражение поджелудочной железы. Соединения цинка малотоксичны, но содержание цинка нормируемый показатель для загустителей, стабилизаторов, желирующих агентов (пектина, агара и др.). Максимально допустимая суточная доза для цинка – 40 мг (FNB).

Таблица 3.2.6. Рекомендуемая суточная потребность в цинке

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мг/сут.
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Дети	1–10	4–6	5–10
Женщины	>18	7	12
Мужчины	>18	10	12
Беременные		10	15
Кормящие матери		11	15

Для количественного определения цинка в пищевых продуктах используют полярографический метод, арбитражным методом анализа является атомно-абсорбционный метод.

Марганец. Содержание марганца в организме человека составляет 10–40 мг. Марганец в основном, находится в костях, печени, поджелудочной железе и в других органах и тканях. Он входит в состав ферментных систем, необходим для метаболизма жира, построения скелета и соединительных тканей. Марганец принимает участие в энергетических процессах (образование комплекса с АТФ), созревании яйцеклетки, стабилизирует двойную спираль ДНК за счет связывания с фосфатом и нейтрализации заряда. В связи с вышеназванными функциями, марганец помогает устранить остеопороз, важен для репродуктивных функций, улучшения памяти, мышечных рефлексов, снижения раздражительности. Марганец необходим для хорошего усвоения витамина В1, железа и меди, которые определяют процессы кроветворения.

Таблица 3.2.7. Содержание марганца в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля марганца, мкг%
Овес	5250
Крупа овсяная	5050
Какао-порошок	4625
Фундук	4200
Хлопья «Геркулес»	3820
Пшеница (зерно)	3700
Рожь (зерно)	2770
Мука ржаная обойная	2590
Мука пшеничная обойная	2460
Орехи грецкие	1900
Гречиха	1760
Крупа гречневая	1560
Мука пшеничная, 2 сорт	1470
Мука ржаная обдирная	1340
Мука пшеничная, 1 сорт	1120
Чечевица	1190
Чеснок	810
Свекла	660
Крупа перловая	650
Мука пшеничная, в/с	570
Крыжовник	450
Крупа манная	440
Салат	300
Печень свиная	268
Лук репчатый	230
Баклажаны	210
Лук зеленый	200
Капуста белокочанная	170
Почки говяжьи	139
Тунец	130
Сельдь атлантическая	120
Креветки (мясо)	110
Треска	80
Яичный желток	70
Сердце говяжье	59
Яблоки	47
Говядина 1 категории	35
Баранина	35
Яйцо куриное	29
Мясо кролика	13

Источниками марганца являются чай, растительные соки, цельное зерно, крупы, листовые овощи, бобы, орехи, субпродукты (табл. 3.2.7). Дефицит марганца приводит к нарушению процессов окостенения во всем скелете, трубчатые кости утолщаются и укорачиваются, суставы деформируются. Нарушается репродуктивная функция яичников и яичек. Данные о рекомендуемой суточной потребности в марганце приведены в таблице 3.2.8.

Таблица 3.2.8. Рекомендуемая суточная потребность в марганце

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мг/сут.
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Женщины	>18	2–5	2,0
Мужчины	>18	2–5	2,0
Беременные		2–5	2,2
Кормящие матери		2–5	2,8

Избыток марганца (отравление марганцем) дает следующие симптомы: слабость, сонливость, снижение аппетита, расстройство походки, бессонница, половая слабость, подавленное настроение, скованность движения. Чрезмерное поступление марганца с пищей усиливает дефицит магния и меди. Максимально допустимая доза для марганца – 11 мг/сут. (FNB).

Кобальт. Содержание кобальта в организме человека составляет 1,0–2,0 мг, распределен в почках и других внутренних органах. Кобальт входит в состав витамина В12, принимает участие в процессах кроветворении, выступает как синергист кальция и магния. Кобальт необходим для синтеза тироксина, нормального функционирования поджелудочной железы, принимает участие в регулировании обменных процессов, особенно содержания адреналина в крови, участвует в восстановлении организма после тяжелых заболеваний. Вместе с марганцем и медью кобальт предупреждает раннюю седину волос и улучшает их состояние.

Основные пищевые источники кобальта – морепродукты, мясо и субпродукты, яйца, орехи, бобовые (табл. 3.2.9). Адекватный уровень потребления кобальта составляет 10 мкг/сут., верхний допустимый уровень потребления – 30 мкг/сут (МР 2.3.1.2432–08) .

Таблица 3.2.9. Содержание кобальта в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля кобальта, мкг%
Сельдь Атлантическая	40,0
Соя	31,2
Треска	30,0
Яичный желток	23,0
Хек серебристый	20,0
Фасоль	18,7
Мясо кролика	16,2
Горох	13,1
Фундук	12,3
Куры	12,0
Яйцо куриное	10,0
Чеснок	9,0
Почки говяжьи	8,8
Горох лущеный	8,6
Орехи грецкие	7,3
Говядина 1 категории	7,0
Лук зеленый	7,0
Крупа овсяная	6,7
Баранина	6,0
Кукуруза	5,3
Хлопья «Геркулес»	5,0
Сердце говяжье	5,0
Картофель	5,0
Мука пшеничная обойная	4,0
Земляника садовая	4,0
Крупа гречневая	3,1
Мука пшеничная, 2 сорт	3,0
Капуста белокочанная	3,0
Мука пшеничная, 1 сорт	2,4
Крупа перловая	1,8
Мука пшеничная, в/с	1,6
Молоко сырое	0,8

Молибден способствует метаболизму углеводов и жиров, входит в состав ферментной системы, ответственной за утилизацию железа, и предупреждает развитие анемии. Известно нарушение обмена серосодержащих аминокислот, связанное с недостаточностью молибдена, возможны нарушения функций нервной системы, риск развития подагры. Основные пищевые источники молибдена темно-зеленых листовых овощи, цельное зерно, бобовые (табл. 3.2.10).

Таблица 3.2.10. Содержание молибдена в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля молибдена, мкг%
Почки говяжьи	89,0
Печень свиная	82,0
Какао-порошок	56,0
Крупа овсяная	38,7
Крупа гречневая	34,4
Кукуруза	28,4
Мука пшеничная обойная	22,0
Мука пшеничная, 2 сорт	20,4
Лук зеленый	20,0
Сердце говяжье	19,0
Мука пшеничная, 1 сорт	15,9
Крупа перловая	12,7
Мука пшеничная, в/с	12,5
Яичный желток	12,0
Говядина, 1 категории	11,6
Крупа манная	11,3
Мука ржаная обойная	10,3
Капуста белокочанная	10,0
Креветки (мясо)	10,0
Баранина	9,0
Картофель	8,0
Творог, жирн. 18%	7,7
Мука ржаная обдирная	6,4
Яйцо куриное	6,0
Молоко сырое	5,0
Творог нежирный	5,0
Мясо кролика	4,5
Сельдь атлантическая	4,0

Дефицит молибдена изучен недостаточно. Норма потребления молибдена составляет 50–100 мкг/сут. (табл. 3.2.11). Избыток молибдена встречается очень редко, данные о максимально допустимой дозе для молибдена лежат в широком диапазоне: 0,6 мг/сут (SCF 7); 2 мг/сут (FNB).

Таблица 3.2.11. Рекомендуемая суточная потребность в молибдене

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мкг/сут
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Женщины	>18	50–100	70
Мужчины	>18	50–100	70
Беременные и кормящие матери		50–100

Йод. Содержание йода в организме человека составляет около 10–25 мг, основная его часть содержится в щитовидной железе, хотя йод присутствует и в других органах – печень, почки, кожа, волосы. Щитовидная железа накапливает йод для выработки йодсодержащих гормонов, таких как тироксин. Йод необходим также для создания фагоцитов, которые очищают клетки крови от чужеродных тел – неполноценные клетки, микроорганизмы. При недостатке йода щитовидная железа увеличивается для увеличения экстракции йода и может достичь огромных размеров (развитие базедовой болезни).

Дефицит йода у детей приводит к резким изменениям всей структуры тела, наблюдается отставание роста, карликовость, признаки умственной отсталости. Опасен дефицит йода у беременных и кормящих матерей. Избыток йода приводит в гипертиреозу, наблюдается тахикардия, дистрофические изменения кожи, ее депигментация на отдельных участках (vitiligo), атрофия мышц.

Основные пищевые источники йода – морепродукты (табл. 3.2.12). Присутствует йод и в других продуктах – салат, репа, чеснок, спаржа, морковь, картофель, томаты, фасоль, если они выращены в почвах, содержащих йод. Дополнительные потери йода связаны технологической обработки пищевого сырья (%): мясо и рыба – 50, молоко – 25, картофель – 32–48, хлеб – 80, крупы – 45–65, овощи – 30–60.

Таблица 3.2.12. Содержание йода в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля йода, мкг%
Фейхоа	80–350
Кальмары (мясо)	300
Морская капуста	300
Хек серебристый	160
Треска	135
Креветки (мясо)	110
Тунец	50
Сельдь атлантическая	40
Яичный желток	33
Яйцо куриное	20
Чеснок	9,0
Молоко сырое	9,0
Кефир жирный	9,0
Сердце говяжье	7,3
Говядина 1 категории	7,2
Хлопья «Геркулес»	6,0
Куры	6,0
Кукуруза	5,2
Картофель	5,0
Мясо кролика	5,0
Крупа овсяная	4,5
Мука ржаная обдирная	3,9
Крупа гречневая	3,3
Орехи грецкие	3,1
Лук репчатый	3,0
Капуста белокочанная	3,0
Баранина	2,7
Яблоки	2,0
Мука пшеничная, в/с	1,5
Земляника садовая	1,0

Данные о рекомендуемой суточной потребности в йоде приведены в табл. 3.2.13.

Таблица 3.2.13. Рекомендуемая суточная потребность в йоде

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мкг/сут
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Дети	3–14		100–130
Женщины	>18	150	150
Мужчины	>18	200	150
Беременные женщины		230	220
Кормящие матери		260	290

Потребность в йоде во многом зависит от пищевого рациона. Известно, что употребление сои вызывает увеличение щитовидной железы и повышение потребности в йоде, что требует введения в рацион морской рыбы, использование морской соли и других йодсодержащих продуктов.

Население многих регионов РФ испытывают недостаток йода, йододефицитные заболевания – самая распространенная в мире неинфекционная патология. Для снижения дефицита йода применяют йодирование поваренной соли (0,5 г йодида калия/кг соли). Норма йода (40±15 мкг/г поваренной соли с учетом суточного потребления соли 10 г) завышена с целью компенсировать потери его при хранении. Данная мера эффективна лишь для предупреждения острых дефицитных состояний, к тому же отмечается общая тенденция снижения потребления соли по медицинским показаниям. Для профилактики йододефицита разработана БАД – йодоказезин, используемая для обогащения молока и хлеба. Максимально допустимая суточная доза йода – 1,1 мг/сут. (FNB).

Фтор. Содержание фтора в организме человека составляет 2–3 г, из них 96% приходится на скелет. Основная функция фтора в том, что он связывается с гидроксилапатитом, образуя фторапатит: [Ca3(PO4)2]3×CaF2, который обладает высокой прочностью и кислотоустойчивостью, придавая костям и зубной эмали, куда фторапатит входит, эти свойства. Следовательно, фтор предотвращает развитие кариеса – широко распространенного заболевания развитых стран.

Дефицит фтора вызывает нарушение процесса минерализации костей, задержку роста. Основными источниками и фтора являются рыба, соя и лесные орехи (табл. 3.2.14).

Таблица 3.2.14. Содержание фтора в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля фтора, мкг%
Орехи грецкие	685
Сельдь атлантическая	380
Какао-порошок	245
Куры	130
Баранина	120
Креветки (мясо)	100
Фундук	91
Крупа овсяная	84
Мясо кролика	73
Кукуруза	64
Говядина 1 категории	63
Крупа перловая	60
Яйцо куриное	55
Мука ржаная обойная	50
Сердце говяжье	50
Хлопья «Геркулес»	45
Мука ржаная обдирная	38
Творог, жирн. 18%	32
Лук репчатый	31
Картофель	30
Крупа гречневая	23
Мука пшеничная, в/с	22
Кефир жирный	20
Крупа манная	20
Молоко сырое	20
Земляника садовая	18
Капуста белокочанная	10
Яблоки	8

В связи с тем, что дефицит фтора широко распространен, во многих странах применяют фторирование питьевой воды (1 млн–1). Второй путь – использование фторированных зубных паст. Избыток фтора опасен, так как вызывает заболевание флюороз – крапчатость зубов. Данные о рекомендуемой суточной потребности во фторе приведены в таблице 3.2.15, максимально допустимая доза фтора – 10 мг/сут (FNB).

Таблица 3.2.15. Рекомендуемая суточная потребность во фторе

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы Потребления, мг/сут
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Дети	3–11		2,0–3,0
Женщины	>18	3,1	4,0
Мужчины	>18	3,8	4,0
Беременные и кормящие матери		3,1

Селен. Этот элемент ранее не относили к числу необходимых микроэлементов, а его соединения относили к разряду токсических веществ. Важность селена для здоровья человека была открыта в 1979 году, когда было выяснено, что добавлением селенсодержащих продуктов в пищевой рацион можно предотвращать сердечно-сосудистые заболевания – ослабление сердечной мышцы. С тех пор вышло огромное количество работ, в которых исследовалось влияние селена на здоровье человека и сейчас селен – один из самых популярных микроэлементов. Выяснено, что селен входит в состав ферментов, регулирующих состав белков мышечной ткани, в том числе и белков миокарда, отсюда его влияние на состояние сердечно-сосудистой системы.

В организме взрослого человека селена содержится около 14 мг. Селен входит в состав антиоксидантной ферментной системы – глутатион пероксидазы, которая защищает биологические мембраны от повреждающего действия свободных радикалов. Следовательно, селен является антиоксидантом и вместе с другими антиоксидантами – витаминами Е и С, защищает организм от рака и возрастного разрушения, вызванных действием свободных радикалов. Селен предохраняет организм от отравлений свинцом, кадмием, ртутью, так как связывает эти металлы, выводя их из организма.

Использование в пищу продуктов богатых селеном снижает риск заболеваний бронхиальной астмой, повышает иммунитет и работоспособность. Основными источниками селена является морепродукты, в том числе и морская соль, мясо, субпродукты, а также семена и злаки, выращенные на почвах, содержащих селен (табл. 3.2.16).

Таблица 3.2.16. Содержание селена в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля селена, мкг%
Кокосовый орех	810
Лобстеры	130
Кешью	103
Тунец	82
Пшеница (зерно)	19
Сардина	60
Фасоль	24,9
Ячневая крупа	22,1
Печень свиная	56
Кукуруза	30
Печень говяжья	21
Свинина	12
Яйцо куриное	10
Фисташки	19,0
Говядина	5,4
Чечевица	19,6
Арахис	7,2
Молоко коровье	1,4

Потребность взрослого человека в селене – 30–70 мкг/сут. (табл. 3.2.17), причем потребность в селене у мужчин, выше, чем у женщин. Причиной дефицита селена во многих регионах является состояние современного землепользования, приводящего к сильному обеднению почвы селеном, и как следствие низкое содержание селена в продуктах питания. Кроме того, любая технологическая обработка пищевого сырья дополнительно уменьшает общее содержание селена.

Таблица 3.2.17. Рекомендуемая суточная потребность в селене

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мкг/сут.
		DGE	РФ
Дети	до 10	15–25	10–30
Женщины	более 11	30 –70	45–55
Мужчины	более 11	30 –70	50–70
Беременные и кормящие матери		30 –70	65

Недостаток селена наблюдается у 90% населения РФ, а 60% жителей Москвы имеют нарушения иммунитета, связанного с дефицитом селена. Степень усвоения селена из продуктов питания снижается в присутствии сахара, поэтому злоупотребление сладких и мучных продуктов, снижает общее содержание селена в организме. Избыток селена токсичен, вызывает анемию, кардиомиопатию, нарушение роста. Данные о максимально допустимой суточной дозе селена различаются: 0,3 мг (SCF); 0,4 мг (FNB).

Кремний. Хотя кремний является основой неживой природы, тем не менее, сейчас ясно, что кремний в организме животных и человека (2 г) не является балластной, инертной частью, а выполняет активную роль в жизненных процессах. Кремний присутствует практически во всех органах и тканях человека. Особенно богаты кремнием соединительные ткани, гладкие мышцы кишечника и желудка, лимфатические узлы, кожа, волосы, ногти.

Взгляд на кремний, как на необходимый микроэлемент, сформировался в 70-е годы прошлого столетия. Тогда экспериментами на животных было показано, что исключение кремния из рациона ведет к отставанию в росте, нарушению структуры костей, а возобновление кремнийсодержащей диеты стимулировало их рост и устраняло патологические явления. В настоящее время установлено, что соединения кремния необходимы для нормального функционирования эпителиальных и соединительных тканей, которым они придают прочность, эластичность и непроницаемость. Эти свойства важны не только для кожных покровов, но и для кровеносных сосудов. Соединения кремния, входящие в состав кровеносных сосудов, препятствуют проникновению липидов в плазму и отложению их на стенках сосудов. В кровеносных сосудах кремний сосредоточен, главным образом, в эластине и меньше в коллагене. При атеросклерозе содержание кремния резко снижается, что приводит к снижению эластичности стенок сосудов, за счет снижения уровня эластина. Одновременно возрастает проницаемость сосудов для липидов.

Кремний способствует биосинтезу коллагена, образованию и кальцификации костной ткани. В местах перелома костей одновременно с образованием коллагеновых фибрилл наблюдается увеличение (до 50 кратного) содержания кремния. Соединения кремния активно участвуют в процессах роста волос и ногтей у человека, укрепления клеток кожи. Кремний играет существенную роль во многих метаболических процессах живого вещества, особенно метаболизма липидов, фосфора, кальция и других минеральных элементов.

В целом считается, что кремний играет в организме защитную роль, повышая его защитные функции и способствуя дезинтоксикации. Это обусловлено отчасти тем, что кремний является важнейшим минерализатором и стимулятором образования соединительной ткани, являющейся главным защитным барьером, задерживающим распространение дегенеративных процессов. Кроме того, соединения кремния облегчают удаление с мочой метаболитов, чужеродных и токсических веществ.

Метаболические изменения соединений кремния и кальция тесно связаны между собой. Старение организма сопряжено с нарушением равновесия между этими элементами, а именно со снижением содержания кремния и повышением количества кальция в соединительных тканях, что придает им хрупкость, так как именно кремнию они обязаны эластичностью. Органические соединения кремния («растительный кремний») в отличие от неорганических (силикатов) повышают содержание кальция в костях.

Основные концентраторы кремния диатомовые водоросли, которые содержат до 50% кремния в сухом веществе. Кремний содержится в организме морских животных, пресноводных рыб и млекопитающих. Кремний является составной частью и растений, определяя прочность стеблей, поэтому кремний содержится во всех пищевых продуктах растительного происхождения. В среднем содержание кремния в растениях составляет 0,02–0,15% живой массы. Встречаются и кремний концентрирующих растений (до 5% от сухой массы растений), некоторые из них (хвощ, горец, пикульник) используют в качестве лекарственных средств. Способны накапливать кремний и злаковые, но в основном в стеблях, листьях, шелухе, само содержит кремния довольно мало. В овощах и фруктах также больше всего кремния в кожуре (табл. 3.2.18).

Таблица 3.2.18. Содержание кремния в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля кремния, мг%
Рис (зерно)	1240
Овес	1000
Просо	754
Гречиха	120
Фасоль	92
Жимолость	90
Крупа гречневая	81
Чечевица	80
Кукуруза (зерно)	60
Фисташки	50
Пшеница (зерно)	48
Крупа овсяная	43
Персики	10
Крупа манная	6

Табашир, который накапливается в виде кусков в междоузлиях бамбука, является почти чистой кремнекислотой, и его, а также экстракты хвоща, вводят в БАДы в качестве источников кремния. Суточная норма потребления кремния составляет 5 мг, верхний допустимый уровень потребления – 10 мг.

Дефицит кремния чаще всего проявляется в пожилом возрасте и этому способствует пониженная кислотность желудочного сока, приводящая к плохому усвоению кремния, поступающего с пищей. Дефицит кремния приводит к снижению эластичности сосудов, особенно крупных и мелких артерий, повышается склонность к образованию атеросклеротических бляшек и развитию ишемической болезни сердца и головного мозга. От дефицита кремния страдают и мелкие сосуды, капилляры, в них исчезает эластин и, они становятся тонкими и хрупкими, отсюда опасность кровоизлияний, в том числе и в мозг. Дефицит кремния вызывает ломкость волос и ногтей, сухость и дряблость кожи, замедляются ранозаживляющие процессы. Некоторые заболевания сопряжены со снижением содержания кремния. Так заболевание «остеомаляция» сопровождается полным исчезновением кремния из костей. При туберкулезе легочные ткани теряют до 50% кремния, при диабете содержание кремния снижается в крови и поджелудочной железе.

Избыток кремния в организме приводит к заболеванию – силикоз, обычно вызываемому вдыханием пыли кремнезема и силикатов. Кроме того, избыток кремния в организме, особенно травоядных, может привести к образованию в мочевыводящих путях камней, состоящих на 50–80% из двуокиси кремния.

Хром считается элементом, способным продлевать жизнь. Основная его функция в организме – увеличение эффективности работы гормона инсулина. Хром, таким образом, снижает содержание глюкозы в крови и способствует использованию глюкозы для энергетических потребностей организма, ингибируя разрушительный для организма процесс гликозилирования.

Кроме того, хром улучшает соотношение ЛПНП/ЛПВП, а от данного соотношения зависит развитие атеросклероза. И, наконец, хром способствует переработке жира в мышечную массу, что активно используют спортсмены. Содержание хрома в некоторых продуктах питания приведены в табл. 3.2.19.

Таблица 3.2.19. Содержание хрома в продуктах питания

Наименование продукта	Массовая доля хрома, мкг%
Горбуша	55,0
Почки говяжьи	31,0
Сердце говяжье	29,0
Крупа кукурузная	22,7
Свекла	20,0
Земляника	18,0
Настурция (water cress)	16,0
Яйцо перепелиное	14,0
Шампиньоны	13,0
Крупа перловая	12,5
Редис	11,0
Чечевица	10,8
Картофель	10,0
Говядина	8,2
Вишня	7,0
Огурец (грунтовый)	6,0
Капуста белокочанная	5,0
Мука ржаная обойная	4,3

Суточная норма потребления хрома составляет 50–95 мкг (табл. 3.2.20), диабетики и спортсмены используют более высокие дозы до 250 мкг/сут. (верхний допустимый уровень потребления). Неорганический хром усваивается плохо, поэтому обычно используют комплексные соединения хрома с аминокислотами (табл.3.3.1). Дефицит хрома способствует развитию сахарного диабета II типа.

Таблица 3.2.20. Рекомендуемая суточная потребность в хроме

Категория	Возраст, годы	Рекомендуемые суточные нормы потребления мкг/сут
		DGE	МР 2.3.1.2432–08
Дети	3–14		15–25
Женщины	>18	30–100	50
Мужчины	>18	30–100	50
Беременные и кормящие матери		30–100

Бор. Считается, что бор улучшает ассимиляцию кальция костной тканью, что имеет важное значение для формирования ее прочности, предупреждения развития остеопороза. Возможно, что это влияние осуществляется посредством нормализации гормонального фона, улучшения соотношения в организме тестостерона и эстрогенов.

Природные источники бора корневые овощи, выращенные на почве, содержащей бор, виноград, груши, яблоки, орехи, бобовые. Безопасный уровень суточного поступления бора с пищей составляет около 2–6 мг (МР 2.3.1.2432–08). Дефицит бора ухудшает развитие скелета, снижает иммунитет, нарушает обмен в соединительных тканях.

Ванадий стимулируется развитие фагоцитов – «чистильщиков» организма, поглощающих патогенные микроорганизмы и стимулирующие тем самым иммунитет. По некоторым данным ванадий обладает таким же действием как хром – активирует работу инсулина.

Источники ванадия – неочищенный рис, морковь, редис, свекла, рожь, вишня, земляника, гречиха, ячмень, сырой картофель. Безопасный уровень поступления ванадии с пищей составляет 40–100 мкг/сут. (МР 2.3.1.2432–08).

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Для анализа минеральных веществ применяют физико-химические методы, среди них – оптические и электрохимические. Наиболее часто применяемые методы исследования минеральных веществ – фотометрический, эмиссионный, атомно-абсорбционный. Названные методы требуют особой пробоподготовки, которая заключается в предварительной минерализации объекта исследования. Минерализацию осуществляют «сухим» и «мокрым способами». «Сухая минерализация предполагает проведение при определенных условиях обугливания, сжигания и прокаливания исследуемого образца. «Мокрая» минерализация предусматривает дополнительную обработку исследуемого объекта концентрированными кислотами (азотная и серная кислоты).

Фотометрический анализ (молекулярная абсорбционная спектроскопия) используется для определения меди, железа, хрома, марганца, никеля и других элементов. Методы абсорбционной спектроскопии изучают поглощательную способность веществ и основаны на поглощении молекулами излучений в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях электромагнитного спектра.

Эмиссионный спектральный анализ изучает способность излучать энергию веществами и основан на измерении длины волны, интенсивности и других характеристик света, излучаемого атомами и ионами вещества в газообразном состоянии. Эмиссионный спектральный анализ позволяет определить элементный состав неорганических и органических веществ. Интенсивность спектральной линии определяют по количеству возбужденных атомов в источнике возбуждения, которое зависит не только от концентрации элемента в пробе, но и от условий возбуждения. Если связь между интенсивностью спектральной линии и концентрацией элемента имеет линейный характер, то анализ проводят с использованием калибровочного графика.

Наибольшее применение получил пламенно-эмиссионный. метод анализа с использованием в качестве источника возбуждения пламени. Этим метод позволяет определить свыше сорока элементов (щелочные и щелочно-земельные металлы, медь, марганец и др.).

Атомно-абсорбционная спектроскопия. Данный метод основан на способности свободных атомов элементов в газах пламени поглощать световую энергию при характерных для каждого элемента длинах волн. В атомно-абсорбционной спектроскопии практически полностью исключена возможность наложения спектральных линий различных элементов, т.к. их число в спектре значительно меньше, чем в эмиссионной спектроскопии.

Метод атомно-абсорбционного спектрального анализа находит широкое применение для анализа практически любого природного объекта, особенно в тех случаях, когда необходимо определить небольшие количества элементов. Методики атомно-абсорбционного определения разработаны более чем для 70 элементов.

Кроме спектральных методов анализа широкое распространение получили электрохимические методы (ионометрия, полярография).

Ионометрия. Метод служит для определения ионов: калия, натрия, кальция, марганца, фтора, йода, хлора и др., основан на использовании ионоселективных электродов, мембрана которых проницаема для определенного типа ионов (отсюда, как правило, высокая селективность метода). Количественное содержание определяемого иона проводится либо с помощью калибровочного графика, либо методом добавок.

Полярография. Метод переменно-токовой полярографии используют для определения токсичных элементов (ртути, кадмия, свинца, меди, железа).

---