Compoziția elementară a alimentelor

Alimentele, atât cele de origine vegetală cât şi cele de origine animală, sunt produse de natură biologică, iar fenomenele biochimice în interiorul lor decurg intens, de la procesarea şi până la valorificarea acestora. Ele pot fi consumate în stare proaspătă sau conservate. Compoziţia chimică a alimentelor este complexă, fiind diferită în funcţie de produs. De remarcat este faptul că între materia vie vegetală şi animală există asemănări de compoziţie. În materia vie sunt prezente 41 de elemente chimice şi numai 19 dintre acestea sunt esenţiale pentru viaţă. Cel mai important element chimic în substanţa uscată a organismelor vegetale şi animale este carbonul, urmat de  oxigen, azot şi hidrogen.

Diferenţele cele mai mari între compoziţia plantelor şi a animalelor se înregistrează la nivelul conţinutului de oxigen şi azot. Conţinutul mai mare de oxigen în plante se datorează faptului că plantele posedă mai multe glucide (bogate în oxigen), comparativ cu animalele care posedă mai multe proteine şi lipide (bogate în azot). Alimentele sunt alcătuite din elemente chimice. Având în vedere natura alimentelor, aceste elemente sunt identice cu cele prezente în structura organismelor vii, motiv pentru care pot fi considerate bioelemente. Principalele bioelemente pot fi clasificate astfel:

 Bioelemente plastice se mai numesc şi elemente de constituţie,  deoarece ele se găsesc în toate celulele şi ţesuturile şi iau parte la formarea principalelor  substanţe organice ce alcătuiesc materia vie (glucide, lipide, protide). Aceste elemente organogene sunt:

– carbonul – se găseşte în constituţia tuturor compuşilor organici. Singura sursă de carbon din materia vie este CO2 a cărui concentraţie în atmosferă este de 0,03 %. Carbonul din CO2 este introdus în corpul plantelor în cadrul procesului de fotosinteză, sub forma compuşilor organici (glucide, lipide şi protide). Aceştia ajung în corpul animalelor şi de aici, din nou, prin metabolizare, C este redat mediului sub formă de CO2, alături de H2O;

– hidrogenul – se găseşte în toţi compuşii organici şi în apa din organismele vii. Are un rol primordial în procesele de oxido-reducere;

– oxigenul – se găseşte în majoritatea compuşilor organici din organismele vii. Este singurul element chimic care pătrunde direct în organisme sub formă de molecule gazoase, sau dizolvat în apă. Participă la procesele de oxido-reducere, alături de hidrogen;

– azotul – este constituent al protidelor (gruparea amino din aminoacizi), al unor lipide şi chiar al unor glucide (hexozamine). Azotul prezent în aminoacizi provine din nitriţii din sol, preluaţi de aici de către plante. Plantele asimilează azotul şi biosintetizează aminoacizi.

 Macroelemente sunt localizate numai în anumite ţesuturi, în cantităţi relativ mari (de ordinul g / 100 g), unde îndeplinesc roluri vitale. Pricipalele macroelemente sunt:

– calciul – se găseşte sub formă de săruri anorganice, dar apare şi în compoziţia unor proteine (albumine şi globuline). La plante este indispensabil pentru creştere. În organismul uman calciul asigură procesul de osificare, are rol în coagularea sângelui (activând vitamina K), în activitatea neuro-musculară, în activarea unor enzime şi în reglarea permeabilităţii membranelor celulare. Aportul de calciu, recomandat pentru adulţi, este de aproximativ 800 mg/zi, iar după 50 de ani necesarul creşte la 1000 mg/zi;

– fosforul – se găseşte sub formă de fosfaţi, în stuctura acizilor nucleici, fosfolipidelor şi al unor enzime. Are un rol deosebit de important în formarea oaselor, a dinţilor, iar alături de calciu este esenţial în producerea, înmagazinarea şi eliberarea de energie. Intervine în metabolismul intermediar al glucidelor, lipidelor şi protidelor, participând la transferul de substanţe între celulă şi mediul exterior. Necesarul  de fosfor este de aproximativ 800-1000 mg/zi.

–potasiul – se găseşte sub forma unor săruri (cloruri, fosfaţi), sau în compoziţia proteinelor. Rolul major al acestuia se referă la menţinerea echilibrului acido-bazic în sistemele biologice (este localizat intracelular în cantităţi mari) şi la menţinerea presiunii osmotice optime a lichidelor intra- şi extracelulare. De asemenea, el are rol activator pentru unele enzime, participă la procesul de reglare a sintezei unor hormoni şi este important în reproducţie. Necesarul de potasiu este de aproximativ 75-100 mEq/zi. Un conţinut mare de potasiu o au fructele (grapefruit, ananas, portocale, mere, struguri);

– sodiul – are rol analog potasiului. Na se găseşte sub formă de NaCl. Necesarul de NaCl pentru un adult este de aproximativ 5 g/zi;

– magneziul – se găseşte în toate ţesuturile corpului uman. Are rol în permeabilitatea membranelor şi în excitabilitatea neuro-musculară, activează anumite coenzime ce participă în metabolismele intermediare. Mg este important în toate procesele metabolice. Necesarul de magneziu este de 6-8 mg/kg corp/zi.

– sulful – se găseşte în tioaminoacizi, în unele peptide de natură hormonală, în structura unor vitamine, a unor enzime, în unele poliglucide, lipide sau sub formă de sulfaţi. Sulful este foarte important în procesele de metabolizare a glucidelor, lipidelor şi proteinelor, în reacţiile de oxido-reducere din celule, în unele procese de detoxifiere etc. O dietă conţinând 100 g proteină aduce un aport de sulf de 0,7-1,6 g. Alimentele  bogate în sulf sunt cele cu conţinut mai mare de proteină: carne, lapte, ouă, leguminoase uscate, alune, conopidă, varză etc.

 Microelementele (bioelemente catalitice sau oligoelemente) se găsesc în materia vie în cantităţi foarte mici (de ordinul mg/100g), cele mai multe în urme. Ele pot fi împărţite în două subgrupe:

– subgrupa elementelor cu rol biologic cunoscut şi

– subgrupa elementelor a căror prezenţă în materia vie a fost dovedită, dar al căror rol biologic este puţin cunoscut (Al, Au, Cd, Ni, B, St etc. precum şi elementele extrem de  toxice, cum ar fi spre exemplu As, Pb, Ba).

Elementele cu rol biologic cunoscut intervin funcţional în reacţiile de oxido-reducere, în reglarea presiunii osmotice şi foarte important, în activarea enzimelor ce catalizează o multitudine de procese metabolice. Dintre acestea, amintim:

– fierul din hemoglobină are proprietatea de a capta oxigenul la nivelul plămânilor, eliberându-l apoi în ţesuturi, are acţiune antianemică etc. Necesarul zilnic de Fe este diferit în funcţie de sex şi vârstă. Astfel, la bărbaţi este de aproximativ 10 mg/kg corp, iar la femei este de aproximativ 15 mg/kg corp. Conţinut mare în Fe au următoarele alimente: ficatul, gălbenuşul, piersicile, pătrunjelul, caisele, perele, seminţele de dovleac, ciupercile, spanacul, alunele, migdalele;

– cobaltul intră în alcătuirea vitaminei B12 (ciancobalamina) şi are rol în formarea hemoglobinei;

– cuprul are rol antianemic pentru organism, intră în componenţa citocromoxidazei (cu rol în respiraţie), în componenţa tirozinazei şi polifenoloxidazei (enzime cu rol în sinteza melaninei, pigment ce colorează părul). Aportul recomandat de Cu este de cca 2,5 mg/zi pentru adulţi. Sursele de Cu alimentar sunt: ficatul, rinichiul, moluştele, crustaceele, nucile, strugurii, legumele uscate, ciupercile, castanele, alunele;

– iodul are rol în buna desfăşurare a activităţii glandei tiroide, intrând în compoziţia unor hormoni tiroidieni. Necesarul de iod al unui individ adult este de cca 100  mg/zi. Bogate în iod sunt alimentele de origine marină (peşte, moluşte). În cantităţi mici se găseşte şi în lămâi, cartofi, spanac, ciuperci şi arahide;

– fluorul are rol în creşterea şi dezvoltarea organismului, intrând în compoziţia oaselor şi dinţilor. Are efect protector împotriva cariilor dentare. Are capacitatea de a lega fosforul şi contribuie la legarea lui în celule. Aportul optim de fluor este de cca 1-2 mg/zi. Sursele de fluor sunt apa potabilă, ceaiul, sardinele (consumate cu oase), nucile, arahidele, pătrunjelul şi spanacul;

– cromul se consideră a fi un cofactor al insulinei cu rol în metabolizarea glucozei. Are o acţiune de protecţie împotriva cardiopatiei ischemice. Necesarul zilnic de crom se consideră a fi de 3 mg/zi. Peştele şi carnea conţin crom;

– zincul intră în componenţa unor enzime (carboxipeptidaza, alcool şi lactat dehidrogenaza anhidraza carbonică, fosfataza alcalină) şi activează specific multe altele. Zn ia parte la metabolismul acizilor nucleici, glucidelor şi la sinteza proteinelor. Are rol în funcţia de reproducere, stimulează spermatogeneza, secreţia pancreasului pentru insulină şi glucagon, intervine în dezvoltarea scheletului şi menţine concentraţia normală a vitaminei A din plasmă. Necesarul zilnic de zinc este de cca 15 mg. Sursele principale de zinc sunt reprezentate de carne, ficat, ouă, alimente marine, lapte, cereale, migdale, arahide, nuci;

– molibdenul, alături de Ca, Mg şi F joacă un rol important în prevenirea cariilor dentare. Mo se găseşte în rinichi, cereale şi în unele legume;

– manganul este un element benefic pentru o structură osoasă normală, pentru activitatea sistemului osos şi pentru reproducere. Aportul zilnic de mangan necesar este de 3-7 mg. O cantitate mare de mangan se găseşte în alune, castane, afine, usturoi, migdale;

Trebuie ştiut faptul că mare parte din aceste oligoelemente sunt necesare pentru buna funcţionare a organismului uman însă numai în cantităţi limitate, excesul lor putând cauza numeroase tulburări de metabolism.

(Fragment din cartea Chimia alimentului vol I, publicată de Tamba-Berehoiu R. la Ed. Stef Iași, 2015)