Czy Ty wiesz co jesz?Kamila Borowczyk

Katedra Chemii Środowiska

Wydział Chemii, UŁ

Akademia Ciekawej Chemii,

Łódź, 19.04.2017

You are what you eat!

Jeśli dłużej zastanowimy się nad tym stwierdzeniem

okazuje się ono jak najbardziej prawdziwe.

Od tego co jemy zależy prawidłowe funkcjonowanie

naszego organizmu.

Dieta wpływa na nasz wygląd i samopoczucie, jak

również nasze nastroje i zachowanie.

http://lace-butterfly.blogspot.com/2012/07/you-are-what-you-eat.html

2

You are what you eat!

3

woda

białko

tłuszczewęglo-

wodany

witaminy i minerały

Z czego składa się organizm człowieka?

Organizm człowieka to:

60% woda

20% białko

10% tłuszcz

6% węglowodany

4% witaminy i sole mineralne

www. powerbyfruits.pl

You are what you eat!

4

Woda - H2O

Zawartość wody w organizmie w zależności od

wieku (% masy ciała)

24-tygodniowy płód 90 %

noworodek 75 – 80%

6-12 miesiąc życia 60 – 65%

>12 roku życia 54 – 60%

osoby starsze 46-50%

usuwanie szkodliwych produktów przemiany materii

5

Woda - Czy wiesz, że…

DZIECKO POTRZEBUJE 500 SZKLANEK WODY, ABY UROSNĄĆ

O DWA CENTYMETRY

DOROSŁY CZŁOWIEK POTRZEBUJE DZIENNIE 2,5 LITRA WODY

PO 20 DNIACH WYMIENIAMY ZAWARTOŚĆ WODY W

ORGANIZMIE

CZŁOWIEK JEST TAKI, JAKA JEST WODA, KTÓRĄ PIJE

6

www. powerbyfruits.pl; Instytut Żywności i Żywienia

Woda - H2O

Warzywa z dużą zawartością wody.

7

https://pl.wikipedia.org/wiki/Bia%C5%82ka

Białka – skład pierwiastkowy

Białka inaczej proteiny (z grec. protos – „pierwszy,

najważniejszy”) – to podstawowy składnik odżywczy,

stanowiący najważniejszy element budulcowy wszystkich

organizmów żywych (20%).

Najważniejsze pierwiastki wchodzącymi w skład białek są:

C, O, H, N, S.

Niektóre białka mogą zawierać również F oraz I, jak również

kationy metali: Mn2+, Zn2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+.

Podstawowym elementem budującym białka są aminokwasy.

8

Białka tworzone z aminkwasów

Wiązanie peptydowe – powstaje w wyniku reakcja kondensacji, która zachodzi pomiędzy grupą

aminową i karboksylową dwóch aminokwasów.

9

Białka - właściwości

Aminokwasy egzogenne

muszą być człowiekowi dostarczone z pożywieniem

lizyna, metionina, treonina, leucyna, izoleucyna, walina,

tryptofan, fenyloalanina, histydyna

mogą powstawać w organizmie

z aminokwasów egzogennych

tyrozyna syntetyzowana jest w wątrobie z fenyloalaniny, a z metioniny tworzona jest

cysteina

Aminokwasy endogenne

organizm może sam zsyntetyzować

glicyna, alanina, arginina, kwas asparaginowy,

asparagina, kwas glutaminowy, glutamina,

prolina, seryna

10

Aminokwasy półegzogenne

mogą powstawać w organizmie

z aminokwasów egzogennych

tyrozyna syntetyzowana jest w wątrobie z fenyloalaniny, a z metioniny tworzona jest

cysteina

Białka tworzone z aminokwasów

•Aminokwasy łącząc się tworzą wielocząsteczkowe związki chemiczne o skomplikowanej, często przestrzennej budowie.

•Struktura I-, II-, III- i IV-rzędowa.

•W zależności od liczby aminokwasów i ich wzajemnego położenia w cząsteczce białka różnią się budową i własnościami .

11

https://pl.wikipedia.org/wiki/Bia%C5%82ka

Białka w naszej diecie

12

Białka

w naszej diecie

Białka

rozpuszczają

się w:

Białka wytrącają

się na skutek

działania:

wodzie rozpuszczalników

organicznych

wodnych

roztworach

kwasów

stężonych

roztworów

mocnych

kwasów i zasad

wodnych

roztworach

zasad

roztworów soli

metali ciężkich

wodnych

roztworach

soli

wysokiej

temperatury

- ----

- -

--

---

---

-

- ----

- -

--

---

---

-

++

++++

+

+ +

+

++

++

++++

+

+ +

+

++

dodatek zasad

wzrost pH obniżenie pH

dodatek kwasów

utrata ładunku przez

dodanie kationów

utrata ładunku przez

dodanie anionów

odwodnienie odwodnienieodwodnienie

uwodniony

anion białkowy

uwodniony

kation białkowybiałko w pI

anion białkowy kation białkowy

osad

13

•Kwaśne środowisko - pęcznienie

•Pepsyna – tryptofan, tyrozyna, walina, leucynaŻołądek

•Trypsyna – miejsca gdzie grupy karbonylowe należą do argininy i lizyny

•Chymotrypsyna - aromatyczne łańcuchy boczne, oraz rozgałęzione alifatyczny łańcuchy boczny (metionina, tryptofan, fenyloalanina, tyrozyna, leucyna)

•Elastaza – wiązania sąsiadujące z glicyną, alaniną lub seryną.

•Karboksypeptydazy - uwalniają aminokwasy końcowe.

Dwu-

nastnica

•Dwupeptydazy – rozkładają oligopeptydy do dwupeptydów

•Aminopeptydazy - uwalniają aminokwasy z aminowego końca łańcucha polipeptydowego

Jelito cienkie

Białka - trawienie

14

Białka pełnowartościowe

zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne

w ilościach niezbędnych do syntezy własnych białek potrzebnych do wzrostu

młodych organizmu

mleko i jego produkty

mięso i jego przetwory

ryby

drób oraz jaja

Białka częściowo niepełnowartościowe

* zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy, lecz

w niedostatecznej ilości, *wystarczają do

podtrzymania życia, ale nie do wzrostu ustroju

białka zbóż, w których występuje zbyt mała ilość

lizyny

Białka niepełnowartościowe

często nie wystarczają nawet do podtrzymania

życia

białka roślinne mają mniejszą wartość odżywczą, gdyż zawierają mniej lizyny,

tryptofanu, metioniny i waliny

Białka – w naszej diecie

15

Białka

16

Węglowodany –

skład pierwiastkowy

Węglowodany określane jako „cukry”, „sacharydy”, „cukrowce” charakteryzują się słodkim

smakiem, spełniają w organizmie funkcję materiału zapasowego i podporowego.

Zbudowane z C, H i O, dobrze rozpuszczalne w wodzie.

Zawierają kilka i więcej grup hydroksylowych oraz co najmniej jedną grupę karbonylową

(aldehydową lub ketonową).

Syntetyzowane są głównie przez rośliny z CO2 i H2O w procesie fotosyntezy.

Zwierzęta i ludzie mogą syntetyzować niektóre węglowodany z tłuszczu i białka, ale większa

część węglowodanów zwierzęcych jest pochodzenia roślinnego.

Węglowodany są jednym z głównych źródeł energii (ze spalenia 1 g człowiek uzyskuje ok. 4 kcal).

17

Węglowodany –

skład pierwiastkowy

18

Węglowodany proste - monosacharydy

Węglowodany –

monosacharydy

Glukoza - występuje w produktach roślinnych, sokach

Glukoza - występuje w produktach roślinnych, sokach owocowych.

Składnik sacharozy, skrobi i celulozy. Na drodze fermentacji

przekształcana jest do alkoholu.

Fruktoza - cukrem znacznie słodszym niż inne węglowodany, nie

nasila produkcji insuliny i leptyny.

Galaktoza - składnik laktozy. Jej obecność stwierdzono w nasionach

bluszczu i soi oraz drewnie i korze wiązu czerwonego.

19

Węglowodany –

disacharydy

Węglowodany proste - disacharydy

Glukoza - występuje w produktach roślinnych, sokach

Sacharoza - to cukier buraczany lub trzcinowy; składa się z

cząsteczek fruktozy i glukozy.

Laktoza - (cukier mleczny) zbudowana jest z galaktozy oraz

glukozy. Występuje w większych ilościach w mleku. Laktaza –

nietolerancja mleka.

Maltoza - zbudowana z dwóch cząsteczek glukozy, występuje

w dużych ilościach w słodzie. Służy do produkcji odżywek dla

dzieci, preparatów dietetycznych i cukierków, wykorzystywana

jest także w piwowarstwie, gorzelnictwie i piekarnictwie.

20

Węglowodany –

polisacharydy

Węglowodany złożone - polisacharydy

Glukoza - występuje w produktach roślinnych, sokach

Skrobia - cukier trudno strawny, poddawany obróbce termicznej w

celu rozłożenia do dekstryn. Obecna w ziemniakach, produktach

zbożowych, warzywach okopowych i owocach.

Glikogen - magazynowany jest w wątrobie, mięśniach, nerkach,

mięśniu sercowym, mózgu i płytkach krwi.

Błonnik pokarmowy – w jego skład wchodzą celuloza, lignina,

hemicelulozy i pektyny. Substancje te nie są trawione w przewodzie

pokarmowym człowieka, przez co nie są składnikami odżywczymi

i energetycznymi. Ich zadaniem jest układu pokarmowego do pracy.

21

Węglowodany - trawienie

•Trawienie węglowodanów, rozpoczyna się w jamie ustnej pod wpływem zawartego w ślinie enzymu – α-amylazy ślinowej (działa tylko w pHobojętnym, optimum to pH 6,0–7,0).

•Skrobia hydrolizuje tu do maltozy, maltotriozy i dekstryn.

Jama ustna

pH

6,0 - 7,0

•W środowisku kwaśnym amylaza ślinowa jest dezaktywowana.

•Zachodzi częściowa hydroliza dwucukrów: sacharozy i maltozy.

Żołądek

•α-amylazy trzustkowa – hydrolizuje węglowodany do dekstryn i dwucukrów.

•sok jelitowy zawiera enzymy: glukoamylazę i glikozydazy, oraz laktazę, sacharazę i maltazę, które trawią węglowodany do cukrów prostych.

Dwu-

nastnicaJelito

cienkie

22

Węglowodany

23

Tłuszcze

Tłuszcze (inaczej zwane lipidami, od greckiego słowa lipos – tłuszcz) występują we wszystkich

żywych organizmach.

Tłuszcze właściwe - estry alkoholu trihydroksylowego –

glicerolu i różnych kwasów tłuszczowych.

W roślinach znajdują się w nasionach i miąższu owoców.

W organizmie zwierząt i człowieka tłuszcze wchodzą w skład komórek różnych narządów oraz

tkanki tłuszczowej.

Związki organicznych o różnej budowie, lecz mają wspólną cechę – są nierozpuszczalne

w wodzie, rozpuszczają się natomiast w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak benzen, eter,

chloroform i aceton.

24

Tłuszcze - otrzymywanie

Tłuszcze można otrzymać w procesie estryfikacji alkoholu glicerolu (gliceryna) z kwasami

tłuszczowymi, np. z kwasem palmitynowym.

25

Reakcja zmydlania może być prowadzona:

w środowisku alkalicznym,

w środowisku kwaśnym,

wodą w obecności katalizatora,

metodą enzymatyczną – lipazy

temperatura.

Tłuszcze – hydroliza

(zmydlanie tłuszczów)

26

Akroleina

niszczy DNA oraz modyfikuje białka

może powodować nowotwór pęcherza (badania na modelach tkanek szczurzych i ludzkich)

główny czynnik powodujący nowotwory płuc związane z paleniem papierosów,

powoduje silne podrażnienia błon śluzowych, oczu i górnych dróg oddechowych.

Stężenie w powietrzu rzędu 2 ppm

może spowodować zgon.

Z tego względu była stosowana

w czasie I wojny światowej jako

gaz bojowy.

Tłuszcze –

mutagenna akroleina

27

Tłuszcze

- podział

Tłuszcze i kwasy tłuszczowe

Tłuszcze nasycone

Tłuszcze nienasycone

Tłuszcze wielonienasycone

Kwasy tłuszczowe

Omega-6

Kwasy tłuszczowe

Omega-3

Tłuszcze jednonienasycone

Kwasy tłuszczowe

Omega-9

Tłuszcze typu TRANS

28

Tłuszcze – nasycone

Właściwości

* nie zawierają w cząsteczce podwójnych wiązań

* transportują w organizmie witaminy rozpuszczalne w

tłuszczach

* < 10 atomów C – ciecz,

* 10 atomów C – półstały,

* > 10 atomów C – c. stałe

Przykłady

k. stearynowy C17H35COOH

k. palmitynowy C15H31COOH

k. kaprynowy - C9H19COOH

k. masłowy - C3H7COOH

k. laurynowy - C11H23COOH

Źródło występowania

* mięso i jego przetwory,

* olej kokosowy,

* masło klarowane,

* smalec,

* jaja

29

Tłuszcze – nienasycone

Właściwości

* posiadają jedno lub więcej wiązań podwójnych typu

etylenowego -CH=CH-

* Izomery cis i trans

* naturalne lipidy zawierają kwasy tłuszczowe w

konfiguracji cis

* przeważnie płynne, wyjątek oleje palmowy i kokosowy

Przykłady

kwasy tłuszczowe – omega 3

kwasy tłuszczowe – omega 6

kwasy tłuszczowe - omega 9

Źródło występowania

* ryby,

* oliwa z oliwek,

* orzechy,

* awokado,

* olej lniany i inne rośliny oleiste,

* olej rybi

30

• Lipaza ślinowa i żołądkowa

• Kwaśne środowisko – ogranicza działanie enzymów.Żołądek

• Wydzielana żółć powoduje emulgację tłuszczów i zwiększenie powierzchni działania enzymów.

• Lipaza trzustkowa hydrolizuje wiązania estrowe w triglicerydachi powstają 2-monoglicerydy oraz wolne kwasy tłuszczowe.

Dwu-

nastnica

• Lipaza jelitowa i fosfataza alkaliczna rozkładają tłuszcze do glicerolu i kwasów tłuszczowych.

Jelito cienkie

Tłuszcze – trawienie – rozkład triglicerydów do glicerolu i kwasów tłuszczowych

31

Tłuszcze = energia

32

Tłuszcze stanowiąc:

- materiał budulcowy błon komórkowych

- zapasowy materiał energetyczny organizmu.

• tkanka tłuszczowa podskórna

• tkanka tłuszczowa zlokalizowana w jamie brzusznej.

Witaminy należą do składników odżywczych, bez których organizm człowieka nie może

właściwie funkcjonować.

Witaminy wpływają na rozwój, stan zdrowia i wydolność organizmu.

Organizm sam nie syntetyzuje witamin. Muszą być dostarczone organizmowi z codzienną

dietą.

Witaminy dzieli się na rozpuszczalne w tłuszczach i rozpuszczalne w wodzie.

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach mają zdolność gromadzenia się w tkankach.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie nie kumulują się w organizmie, nadmiar jest wydalany

z moczem.

Witaminy

33

Witaminy

34

Witaminy

- niedobór

35

Witaminy

- źródło

36

Jak jeść owoce ???

Owoce trawione są bardzo szybko (ok. 30 min., a banany, daktyle i

owoce suszone ok. 1 godz.).

Trawienie następuje w jelicie cienkim, gdzie owoce dostają się z żołądka.

Jeśli zjemy owoc, kiedy w żołądku znajduje coś innego, przesunięcie treści

do jelit będzie opóźnione.

Owoce zalegając w żołądku zbyt długo, zaczynają się psuć,

fermentować.

Skutek: zakwaszenie organizmu, niestrawność, wzdęcia i gazy.

Ograniczone wchłanianie witamin, minerałów, enzymów, kwasów

tłuszczowych.

37

Idealne

związki

38

Lepiej ich nie łączyć !!!

Cytrynian glinu, odkłada się w tkankach, może prowadzić m.in., do choroby Alzheimera.

Witamina B1 obecna w drożdżach korzystnie

wpływa na układ nerwowy. Zawarte w

herbacie garbniki ograniczają jej wchłanianie.

39

Lepiej ich nie łączyć !!!

Askorbinoza utlenia zawartą w pomidorze witaminę C. Łyżeczka

soku z ogórków neutralizuje witaminę C

zawartą w 3 litrach pomidorowego soku."

Kwas szczawiowy łączy się z Ca obecnym w

twarożku, jogurcie i serze żółtym.

Szczawiany, odkładają się w postaci kamieni w

drogach moczowych

40

Lepiej ich nie łączyć !!!

Ryby morskie i owoce morze są źródłem jodu. Nie należy łączyć ich z warzywami kapustnymi, gdyż związki siarki wiążą

jod i uniemożliwiają jego wchłanianie.

Olej słonecznikowy, bogaty w kwasy Omega

6, które wypierają on kwasy Omega 3 zawarty

w rybie.

41

You are what you eat!

- Fast Food

42

You are what you eat!

- Fast Food

Porcja 120g: 304 kcalBiałko: 15.60 g Węglowodany: 30.00 g w tym cukry: 7.20 g Tłuszcz: 13.20 g w tym nasycone: 6.12 g Błonnik: 2.04 g Sól: 1.68 g

Porcja 100g: 299 kcalBiałko: 3.4 g Węglowodany: 37.0 g w tym cukry: 0.4 g Tłuszcz: 15.0 g w tym nasycone: 1.3 g Błonnik: 3.6 g Sól: 0.7 g

Porcja 330 mL: 142 kcalWęglowodany: 35.1 g w tym cukry: 35,1 g

43

Podsumowanie

Organizm człowieka to: w 65% woda, 20% białko, 10% tłuszcz, 1% węglowodany, 4% sole mineralne.

Woda stanowi podstawowy składnik naszego organizmu. Do prawidłowego funkcjonowania dorosły

człowiek potrzebuje dziennie 2,5 L wody.

Białka służą do budowy nowych i odbudowy zużytych komórek i tkanek, wchodzą w skład ciał

odpornościowych, enzymów katalizujących przemiany biochemiczne oraz płynów ustrojowych.

Węglowodany są głównym źródłem energii dla naszego organizmu (spalenie 1 g dostarcza 4 kcal).

Tłuszcze to zapasowy materiał energetyczny organizmu oraz materiał budulcowy błon komórkowych.

Witaminy to składniki odżywcze, bez których organizm człowieka nie może właściwie funkcjonować,

a których, poza pewnymi wyjątkami, sam nie syntetyzuje.

44

Koniec części 1

45

Eksperyment 1. Coca-Cola, sam cukier

Ile cukru jsest w coca-coli?

Ile łyżeczek cukru jest w porcji Coca-Coli?

http://onet.tv/p/tokrecimy/coca-cola-vs-coca-

cola-zero/83ry75

46

Eksperyment 2. Coca-Cola i kwas octowy

Wymywanie wapnia.

Skorupka jaja zawiera CaCO3, a Coca-Cola H3PO4.

3 CaCO3 + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2↑

CaCO3 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Ca + H2O + CO2↑

Picie napoju Coca Coli powoduje kwaśny odczyn w jamie ustnej. Szkodliwy dla zębów

kwas fosforowy (V), będący składnikiem napoju Coca Cola wypłukuje zawarty w

szkliwie fosforan wapnia Ca3(PO4)2, który nadaje zębom niezwykłą twardość.

H3PO4 + Ca3(PO4)2 → 3 CaHPO4 (wodorofosforan wapnia)

https://www.youtube.com/watch?v=rjeG_CQLLmg

47

- ----

- -

--

---

----

- ----

- -

--

---

----

++

++++

+

+ +

+

++

++

++++

+

+ +

+

++

dodatek zasad

wzrost pH obniżenie pH

dodatek kwasów

utrata ładunku przez

dodanie kationów

utrata ładunku przez

dodanie anionów

odwodnienie odwodnienieodwodnienie

uwodniony

anion białkowy

uwodniony

kation białkowybiałko w pI

anion białkowy kation białkowy

osad

Eksperyment 3. Coca-Cola i mleko

Wytrącanie kazeiny.

Mleko jest mieszaniną wieloskładnikową zawierającą

m. in. białka takie jak kazeina i albuminy.

Kazeina – to najważniejsze białko mleka; występuje

w postaci miceli tworzących roztwór koloidalny.

Gdy spada pH mleka poniżej 4,5 wytrąca się kazeina

w postaci grudek.

https://www.youtube.com/watch?v=k7ty7pSrFoA

48

Eksperyment 4. Skład pierwiastkowy cukrów

Odczynniki:

Cukier

Stężony roztwór kwasu siarkowego(VI)

Reakcja zwęglania sacharozy

C12H22O11 12C + 11H2O

http://onet.tv/p/tokrecimy/coca-cola-vs-coca-

cola-zero/83ry75

49

stęż. H2SO4

- ----

- -

--

---

----

- ----

- -

--

---

----

++

++++

+

+ +

+

++

++

++++

+

+ +

+

++

dodatek zasad

wzrost pH obniżenie pH

dodatek kwasów

utrata ładunku przez

dodanie kationów

utrata ładunku przez

dodanie anionów

odwodnienie odwodnienieodwodnienie

uwodniony

anion białkowy

uwodniony

kation białkowybiałko w pI

anion białkowy kation białkowy

osad

Eksperyment 5. Białko i alkohol

Deproteinizacja białka

Jeśli wypijemy 250 ml wina, to w ciągu najbliższych 2

godzin stracimy co najmniej 500 ml wody wydalonej

w postaci moczu.

W normalnych warunkach nerki absorbują wodę pod

wpływem hormonu - wazopresyny - wydzielanego w

przysadce mózgowej. Alkohol redukuje ilość

wazopresyny. Woda nie zatrzymywana przepływa do

pęcherza, a następnie jest wydalana z organizmu.

Może doprowadzić to do odwodnienia.

https://www.youtube.com/watch?v=k7ty7pSrFoA

50

Eksperyment 6. Tłuszcze nienasycone

Wysycanie wiązań podwójnych

w kwasach tłuszczowych

Addycja tlenu do wiązań

podwójnych nienasyconych

kwasów tłuszczowych sprawia, że

fioletowo zabarwiony roztwórKMnO4 odbarwia się, przechodząc

w roztwór brązowy z powodu

pojawienia się jonów Mn+4.

https://www.youtube.com/watch?v=PVYd3Y8I_wI

51

Koniec części 2.

Smacznego

Dziękuję za uwagę

53