8. Защитные, антиалиментарные и природные токсические компоненты пищи

8.1. Защитные компоненты пищевых продуктов

На организм человека постоянно действуют повреждающие факторы
– ионизирующая радиация, экологические и производственные вредные факторы, инфекция и другие.
В связи с этим большое значение приобретает использование компонентов пищи, обладающих разнообразными видами защитного действия против повреждающих факторов.

Повреждающие агенты могут влиять через кожу, дыхательные пути, пищеварительный тракт, нервную систему и др.
На всех этапах поступления таких веществ во внутреннюю среду организма включаются разнообразные физиологические механизмы защиты, среди которых важнейшая роль принадлежит печени и иммунной системе.
Их активность теснейшим образом связана с наличием в пищевом рационе определенных химических структур, обеспечивающих соответствующие защитные реакции
(разрушение токсических соединений, их связывание в неактивные комплексы, выведение из организма и др.).

Выделяют четыре группы защитных компонентов пищи:

1. Вещества, участвующие в обеспечении функции барьерных тканей – витамины А, С, Р, группы В, Е и др.

Ретинол и многие витамины группы В необходимы для образования структурных компонентов кожи, слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательных, мочеполовых путей и др.

Токоферолы, аскорбиновая кислота, биофлавоноиды участвуют в поддержании целостности мембран клеток и обеспечении нормальной плотности стенок кровеносных сосудов.
Эти витамины, а также лецитин, кефалин, серосодержащие аминокислоты, некоторые соединения фенольной природы (входящие в состав растительных продуктов) проявляют свойства антиокислителей по отношению к свободным радикалам, которые разрушают мембраны и многие структуры клеток.

2. Вещества, повышающие обезвреживающую функцию печени.
К ним относят соединения, которые обеспечивают процессы гидроксилирования, метилирования токсических веществ, образуя с ними эфиры.
Большинство этих продуктов обмена менее ядовиты, чем исходные, они более растворимы и выводятся через почки или с желчью.

Источниками подвижных метильных групп являются метионин, лецитин, витамины U, B₁₅, холин.
В метилировании многих соединений участвуют фолацин и витамин В₁₂.

Для образования растворимых эфиров с уксусной кислотой необходима пантотеновая кислота (витамин В₃), содержание которой в печени во много раз выше, чем в других органах.
В процессах обезвреживания также участвует глутаминовая кислота, присутствующая в свекле и других растительных продуктах.

Для нормальной функции печени необходимо поступление с пищей липотропных веществ, предотвращающих накопление липидов, которые ухудшают деятельность печени.

В окислении липидов до конечных продуктов участвуют ниацин, рибофлавин, витамины С, Р, линолевая кислота, лецитин, холин.
Косвенно стимулирует окисление жиров калий, так как он улучшает выведение из организма воды и стимулирует ее образование из жиров.

3. Антимикробная защита организма.
В ней принимают участие фитонциды, содержащиеся во многих растительных продуктах
(горчице, хрене, чесноке, луке, петрушке, пряностях, капусте, свекле, моркови, цитрусовых, облепихе, черной и красной смородине, землянике, клюкве, чернике, бруснике и др.).

Иммунная система обеспечивает защиту организма за счет выработки антител, в образовании которых участвуют определенные пищевые факторы.
Так, аскорбиновая кислота активирует интерфероны, стимулирует фагоцитоз и др.

Пищевые волокна связывают микробные токсины, способствуя их выведению из организма.

4. Антиканцерогенная защита организма.
Противоопухолевое действие обеспечивается определенными компонентами пищи (табл. 11).

Таблица 11

Антиканцерогенные пищевые вещества и содержащие их продукты

Антиканцерогенные вещества	Основные пищевые источники
β-каротин и другие каротиноиды	Морковь, тыква, петрушка, шпинат, укроп, дыня, красный перец, зеленый лук, томаты, абрикосы и другие желто-зеленые и оранжевые овощи и фрукты, зародыши пшеницы
Витамин А	Печень животных, рыбий жир, сливочное масло, сыр, яйца, рыба
Витамин Е	Растительные масла, зародыши пшеницы, орехи, рыбий жир, в меньшей степени – яйца, молочные продукты, мясо, рыба, овощи и фрукты
Витамин С	Шиповник, черная смородина, петрушка, капуста и др.
Витамин D	Рыбий жир, рыба, яйца, сыр, сливочное масло
Витамин В6	Овес, ячмень, кукуруза, рис, пекарские дрожжи, отруби, злаковых, соя, орехи, горох, рыба
Витамин РР	Дрожжи пивные и пекарские, пшеничные отруби, зеленый горошек, гречневая крупа, рис, пшено, бобовые, рыба
Полифенольные соединения (эпикатехин и др.)	Чай
Биофлавоноиды (эллаговая, танниновая, галловая кислоты и др.)	Виноград, шиповник, черноплодная рябина, черная смородина, клубника, малина, вишня, облепиха, айва, цитрусовые, черника, брусника, клюква, яблоки, персики, щавель, красный перец, орехи, красное вино, кофе
Метилксантины: кофеин, теобромин, теофиллин	Чай, кофе, какао
Сернистые соединения	Чеснок, лук
Изофлавоноиды	Соя, горох, фасоль, чечевица, чай, кофе
Хлорофилл	Петрушка, сельдерей, шпинат, укроп, лук-перо, салат, ревень, щавель, пищевые морские водоросли
Пищевые волокна	Отруби злаков, бобовые, капуста, фрукты, овощи, морские водоросли
Фитиновая кислота и лигнаны	Отруби злаков, соя и другие бобовые
ПНЖК семейства омега-3	Рыба, рыбий жир, жир морских млекопитающих, нерыбные морепродукты, морские водоросли
Линолевая кислота и ее изомеры	Оливковое и льняное масла, мясо, рыба, яйца
Кальций	Молочные продукты, в меньшей степени – рыба, салат, шпинат и другие зеленые овощи, орехи
Селен	Отруби злаков, пекарские и пивные дрожжи, морские водоросли и другие морепродукты
Калий	Отруби злаков, бобовые, сухие фрукты, орехи, бананы, картофель
Йод	Морские водоросли и другие морепродукты

Из приведенного выше следует, что лишь разнообразный ассортимент пищевых продуктов может обеспечить защитную функцию пищи.

8.2. Антиалиментарные компоненты пищи

Помимо чужеродных соединений, загрязняющих пищевые продукты, и природных токсинов, необходимо учитывать действие веществ, не обладающих общей токсичностью, но способных избирательно ухудшать или блокировать усвоение нутриентов. Эти соединения относятся к антиалиментарным веществам.
В данную группу входят антиферменты, соединения, блокирующие усвоение некоторых аминокислот, антивитамины и деминерализующие вещества.

Антиферменты – вещества белковой природы, тормозящие активность некоторых пищеварительных ферментов (пепсина, трипсина, α-амилазы) и снижающие усвоение белков рациона.
Они содержатся в сырых бобовых, яичном белке, пшенице, ячмене и др.
После достаточного теплового или какого-либо другого воздействия, денатурирующего белки, антиферменты теряют активность.

Антивитамины – вещества, блокирующие или разрушающие витамины.

Так, лейцин в большом количестве может рассматриваться как антивитамин ниацина.
Подобным действием обладают содержащиеся в кукурузе индолилуксусная кислота и ацетилпиридин.
При преимущественном питании кукурузой оба соединения усиливают развитие пеллагры, вследствие недостатка ниацина и триптофана в этой культуре.

Антивитаминами для аскорбиновой кислоты являются окислительные ферменты: аскорбатоксидаза, полифенолксидазы и др.
Они влияют на аскорбиновую кислоту при нарушении целостности клеток (в процессе нарезки растительного сырья).
В кислой среде эти ферменты неактивны, необратимое инактивирование их происходит в результате тепловой обработки.
Аскорбиновую кислоту может разрушать хлорофилл при низкой кислотности (рН 5,0), например в салате, состоящем из нарезанного лука и томатов.

Следовательно, сырые растительные продукты целесообразно использовать в целом виде, чтобы избежать длительного контакта окислительных ферментов и хлорофилла с аскорбиновой кислотой.

Антивитамином для тиамина является фермент тиаминаза, содержащийся в сырой рыбе.
Организм испытывает недостаток в тиамине при потреблении источников ортодифенолов, биофлавоноидов, т.е. веществ с Р-витаминным действием (они содержатся в кофе, чае). Антитиаминный эффект проявляется при увеличенном потреблении этих продуктов.
В процессе длительного кипячения кислых ягод, фруктов из тиамина образуется окситиамин, обладающий антивитаминным действием по отношению к витамину B₁.

Биотин становится дефицитным витамином в рационе при избыточном потреблении сырых яиц, поскольку в яичном белке содержится фракция протеина – авидин, связывающий этот витамин в неусвояемое соединение. Тепловая обработка яиц лишает белок антивитаминных свойств наряду с антипротеазным действием.

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

Факторами, блокирующими усвоение или обмен некоторых аминокислот (в основном, лизина), являются редуцирующие углеводы, которые взаимодействуют с ними при совместном нагревании (реакция Майяра).
Щадящая тепловая обработка, а также рациональное сочетание источников лизина и редуцирующих углеводов обеспечивает усвоение соответствующих незаменимых аминокислот.

Деминерализующие факторы (снижающие усвоение минеральных веществ).
К ним относится щавелевая кислота, фитин, танины, кофеин, серосодержащие соединения крестоцветных культур и др. Они связывают некоторые макро- и микроэлементы в неусвояемые соединения.

Большое количество щавелевой кислоты в щавеле (500 мг/100 г) и ревене (800 мг/100 г) противодействует усвоению не только кальция, содержащегося в этих культурах, но и в других, одновременно потребляемых продуктах. Их влияние может быть смягчено лишь путем включения в рацион богатых источников кальция.

Фитин расщепляется термостабильным ферментом фитазой, содержащейся в растительных тканях, поэтому деминерализующий эффект фитина проявляется в наибольшей степени при потреблении сырых растительных продуктов.
Большое количество фитина содержится в злаковых и бобовых (пшеница, фасоль, горох, кукуруза) – около 400 мг/100 г, причем основная часть в наружном слое зерна.

Под воздействием дубильных веществ, содержащихся в крепком чае, образуются хелатные соединения с железом, которые не всасываются в тонком кишечнике. Эти факторы не влияют на гемовое железо, содержащееся в мясе, рыбе, яичном желтке.

Кофе, благодаря содержанию кофеина, увеличивает выделение из организма некоторых минеральных веществ, в том числе кальция, магния, натрия.

В состав отдельных продуктов входят серосодержащие соединения, блокирующие усвоение йода.

8.3. Природные токсические компоненты пищевых продуктов

В пищевых продуктах могут содержаться природные токсические соединения (лектины, гликозиды, этанол, соланин и др.).
Некоторые повреждающие вещества образуются при технологической обработке.

Лектины – это гликопротеины, обладающие местным и общим токсическим действием. Они нарушают процессы всасывания в тонком кишечнике, повышают проницаемость его стенок, вследствие чего обусловливают проникновение чужеродных веществ во внутреннюю среду организма, вызывают также склеивание эритроцитов (агглютинацию) и другие нарушения.
Эти вещества содержатся в бобовых, арахисе, проростках растений, икре рыб. Тепловая обработка, особенно гидротермическая, разрушает лектины.

Цианогенные гликозиды содержатся в ядрах косточек некоторых плодов (миндаля, абрикоса, вишни и др.).
При расщеплении этих веществ соответствующими ферментами высвобождается синильная кислота – сильный яд.
Это происходит при длительном хранении источников цианогенов, например наливок, настоянных на плодах с косточками.

Этанол, потребляемый в составе содержащих его напитков, быстро проникая через мембраны клеток, поражает все органы.
Одной из сторон, влияния этанола является торможение всасывания в кишечнике тиамина и фолиевой кислоты, вследствие чего нередко развиваются алкогольный полиневрит (болезнь бери-бери) и нарушения кроветворения.

В картофеле при определенных условиях созревания и хранения образуются в большом количестве токсичные гликоалкалоиды – соланин и чаконин, что приводит к позеленению клубней.
Эти соединения обладают антихолинэстеразной активностью.

В пищевой технологии широко используют тепловые приемы, ведущие к карамелизации сахара, образованию меланоидинов из редуцирующих углеводов и аминокислот.
В этих условиях может образоваться оксиметилфурфурол, который при накоплении оказывает на организм повреждающий эффект.

При избыточном нагреве до обугливания поверхности, при копчении изделий образуются канцерогенные углеводороды, в том числе бензпирен. Его канцерогенный эффект усиливается фенолом, танином, кофеином.

Сильными канцерогенами являются нитрозосоединения.
Они образуются в организме и в продуктах из пептидов, аминокислот, аминов при технологической обработке, в том числе при посоле, копчении, а также в процессе хранения продовольственного сырья в нарезанном виде и готовых изделий.

Ксенобиотики