Bromatologija 2 predavanje

Teme za seminarske radoveTeme za seminarske radove1. HPLC u analitici hrane

2. Gasna hromatografija u analitici hrane

3. Imunohemijske metode u analitici hrane

4. HACCP sistem u osiguranju kvaliteta hrane

5. Esencijalne masne kiseline u prehrani i uticaj na zdravlje

6. Gojaznost i posljedice na zdravlje

7. Redukcione dijete – tipovi, efikasnost i sigurnost

8. Glikemijski indeks i glikemijsko opterećenje

9. Alergeni iz hrane

MASTI (LIPIDI)MASTI (LIPIDI) Lipidos (grč.) = mastanLipidos (grč.) = mastan

Masti (lipidi) su heterogena grupa jedinjenja Masti (lipidi) su heterogena grupa jedinjenja različite strukture, različite strukture, nerastvorljivihnerastvorljivih u vodi, a u vodi, a rastvorljivihrastvorljivih u organskim rastvaračima u organskim rastvaračima..

Ulja Ulja ((tečntečnaa na sobnoj temperaturi na sobnoj temperaturi) i) i masti masti ((čvrste na sobnoj temperaturičvrste na sobnoj temperaturi).).

Uloge masti

1. Energetska (rezervna energija – 39 kJ/g)

2. Izvori esencijalnih masnih kiselina (neophodnih za sintezu eikozanoida) i nosioci liposolubilnih vitamina (A, D, E i K) i provitamina (karoteni)

3. Gradivna (ćelijske membrane i protoplazma – složeni lipidi)

4. Prenos ćelijskih signala

5. Utiču na fizičke i organoleptičke osobine hrane (emulgatori)

Izvor Sadržaj masti (%)Maslac, margarin, loj 80 - 99Koštuničavo voće 20 – 50Biljke uljarice (suncokret, maslina, soja) 15 – 50Meso 11 – 45Ribe 1 – 25Jaja 12Mlijeko 3.5 – 4Žitarice 2 – 4Voće, povrće 0.1 – 1

Vidljive i skrivene masti

Određivanje sadržaja masti1. Ekstrakcija masti sa neodređenom količinom rastvarača (Soxhlet

ekstrakcija)

Princip: Mast se iz uzorka ekstrahuje organskim rastvaračem (eter, petroleter, hloroform), koji se ukloni destilacijom, a dobiveni ekstrakt se suši i mjeri.

Postupak: sušenje homogeniziranog uzorka (105oC, 1-2 sata) sušenje tikvice, vaganje (m1) ekstrakcija (3-6 sati) sušenje tikvice sa ekstrahovanom masti, vaganje (m2)

uz

12

m100 (%) masti sadržaj

mm

2. Ekstrakcija masti sa određenom količinom rastvarača (metoda po Grossfeldu)

Princip: ekstrakcija kuhanjem 5-10 minuta sa poznatim volumenom organskog rastvarača (trihloretilen) u tikvici koja je spojena sa hladilom.

Postupak: kuhanje (mućkanje) uzorka 5-10 minuta sa 100 mL rastvarača hlađenje, razdvajanje slojeva u lijevku za odvajanje filtriranje donjeg sloja otparavanje rastvarača iz alikvota filtrata (25 mL) sušenje masti

ρ)m(m25

)m(m100m100(%) masti Sadržaj

12

12

uz

3. Određivanje masti po Weibull-Stoldtu

Princip: Uzorak se prethodno razara kuhanjem sa rastvorom hloridne kiseline, pri čemu dolazi do hidrolize proteina i škroba. Nakon toga izdvojena mast se profiltrira i ekstrahuje u Soxhlet-ovom aparatu.

Postupak: zagrijavanje uzorka sa HCl u osušenoj čaši razrjeđivanje vodom, filtriranje sušenje filter-papira ekstrakcija masti sa filter papira po Soxhletu

4. Acidobutirometrijska metoda određivanja masti po Gerberu

Princip: Određeni volumen (11 mL) mlijeka se u butirometru razara dodatkom konc. H2SO4 te se sadržaj izdvojene masti direktno očita na skali butirometra.

Postupak: razaranje uzorka kiselinom centrifugiranje (odvajanje slojeva) temperiranje očitavanje sadržaja masti

Klasifikacija lipida po Bloaru:

Prosti lipidi (C, H, O)

Složeni lipidi (C, H, O + N, S, P)

Supstance lipidnog karaktera

Triacilgliceroli Voskovi Esteri vitamina A, D, oksikarotenoida

Glicerofosfolipidi Sfingolipidi Glikolipidi Lipoproteini

Masne kiseline Mono i diacilgliceroli Alkoholi

Masne kiseline

R-COOH (4-30 C atoma)

Obično alifatske, ravnolančane, sa parnim brojem C atoma

COOH

COOH

zasićene

nezasićene

Zasićene masne kiseline(CnH2n+1COOH)

Oznaka Trivijalno ime Sistematsko ime Formula 4:0 Buterna Butanska C3H7COOH 6:0 Kapronska Heksanska C5H11COOH 8:0 Kaprilna Oktanska C7H15COOH10:0 Kaprinska Dekanska C9H19COOH12:0 Laurinska Dodekanska C11H23COOH14:0 Miristinska Tetradekanska C13H27COOH16:0 Palmitinska Heksadekansk

aC15H31COOH

18:0 Stearinska Oktadekanska C17H35COOH20:0 Arahinska Eikozanska C19H39COOH22:0 Behenska Dokozanska C21H43COOH24:0 Lignocerinska Tetrakozanska C23H47COOH

Mononezasićene masne kiseline (MUFA)- oleinski niz (CnH2n-1COOH)

Oznaka Trivijalno ime Sistematsko ime Formula12:1 (n-7) Lauroleinska 5-dodecenska CH3(CH2)5CH=CH(CH2)3COO

H14:1 (n-9) Miristoleinsk

a5-tetradecenska CH3(CH2)7CH=CH(CH2)3COO

H16:1 (n-7) Palmitoleins

ka9-heksadecenska

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

18:1 (n-12)

Petrozelinska

6-oktadecenska CH3(CH2)10CH=CH(CH2)4COOH

18:1 (n-9) Oleinska 9-oktadecenska CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

18:1 (n-7) Vakcenska 11-oktadecenska

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)9COOH

20:1 (n-11)

Gadoleinska 9-eikozenska CH3(CH2)9CH=CH(CH2)7COOH

22:1 (n-11)

Cetoleinska 11-dokozenska CH3(CH2)9CH=CH(CH2)9COOH

22:1 (n-9) Eruka 13-dokozenska CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH

Nomenklatura

omega kraj delta kraj jedna dvostruka vezaΔ-9 oktadecenska kiselinaω-9 (ili n-9) oktadecenska kiselina

H H H H H H H H H H H H H H H O

H-C--C--C--C--C--C--C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH

H H H H H H H H H H H H H H H H H

Polinezasićene masne kiseline (PUFA)

linolni niz (CnH2n-3COOH)

18:2 n-6, linolna kiselina (9,12 – oktadekadienska kiselina)

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH

linolenski niz (CnH2n-5COOH)

18:3 α-linolenska kiselina (9,12,15 – oktadekatrienska kiselina)

15 12 9 1CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH

n-3

18:3- hiragonska kiselina (6,10,14-heksadekatrienska)

14 10 6 1CH3-CH=CH-(CH2)2-CH=CH-(CH2)2-CH=CH-(CH2)4-COOH

n-3

tetraenski niz (CnH2n-7COOH)

20:4 n-6, arahidonska kiselina (5,8,11,14- eikozatetraenska kiselina)

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH

pentaenski niz (CnH2n-9COOH)

22:5 eikozapentaenska kiselina (7,10,13,16,19 – dokozapentaenska kiselina)COOH

heksaenski niz (CnH2n-11COOH)

24:6 nizinska kiselina (4,8,12,15,18,21 – tetrakozaheksaenska kiselina)COOH

Esencijalne masne kiseline

“vitamin F” (George & Mildred Burr, 1929)

Linolna kiselina (C 18:2, n-6) α-linolenska kiselina (C 18:3, n-3) Arahidonska kiselina (C 20:4, n-6) Eikozapentaenska (C 20:5, n-3) Dokozaheksaenska (C 22:6, n-3)

PROBAVA I APSORPCIJA MASTIPROBAVA I APSORPCIJA MASTI

METABOLIZAM MASTIMETABOLIZAM MASTI

Miller M et al. Circulation 2011;123:2292-2333

Sumarni prikaz ß-oksidacije masnih kiselina :

CH3-(CH2)n-CO-S-CoA + FAD + NAD + CoA-SH

CH3-(CH2)n-2-CO-S-CoA + FADH2 + NADH + H+ + CH3-CO-S-CoA

stearil-CoA C18

acetil-CoA 4 H

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH 4 H

acetil-CoA

CoA-SH

miristil-CoA C14

lauril-CoA C12

kapril-CoA C10

kaprilil-CoA C8

kaproil-CoA C6

butiril-CoA C4

palmitil-CoA C16

acetil-CoA C2

Lynenova spirala

8 FAD 8 FADH2

8 NAD+ 8 NADH2

Energetski bilans ß-oksidacije masnih kiselina

1. Svaki zavoj Lynenove spirale (2 C atoma) ß-oksidacijom masne kiseline daje redukcione ekvivalente:

FADH2 2 ATP

NADH + H+ 3 ATP ukupno 5 ATP

2. Oksidacijom izdvojenog acetil-koenzima A u Krebsovom ciklusu formira se još 12 ATP

Primjer: Ukupan energetski bilans oksidacije stearinske kiseline (18:0, M=284.4):

8(2C) x 5 ATP = 40 ATP9 acetil CoA x 12 ATP = 108 ATP148 ATP

148 ATP - 1 ATP (za aktivaciju masne kiseline) = 147 ATP

1 ATP ~ 30.5 KJ => 147 ATP ~ 4483.5 KJ/mol odnosno 4483 KJ/mol : 284 g/mol = 15.8 KJ/g (masti 39 KJ/g!)

15.8 / 39 ≈ 40% (energija deponovana kao ATP) + 60% (energija oslobođena u vidu tiplote)

Preporuke za unos masti

WHO, 2003 EFSA, 2010

Ukupne masti: 15-30% DEPSFA < 10% DEP; TFA < 1% DEPPUFA 6-10% DEP n-6 PUFA 5-8% DEP n-3 PUFA 1-2% DEPHolesterol < 300 mg/dan

Ukupne masti: 20-30% DEPSFA i trans-FA

LA: AI 4% DEP

ALA: AI 0.5% DEP

EPA + DHA: AI 250 mg/dan

UTICAJ TERMIČKE OBRADE NA MASTI (1)

Oksidacija, polimerizacija degradacioni produkti: slobodne MK, hidro-peroksidi, polimerizirani TG promjene: porast viskoznosti ulja, tamnjenje, razvijanje ranciditeta

(ranketljivosti) toksičnost

cis-trans izomerija viša tačka topljenja smanjenje biološke vrijednosti esencijalnih masnih kiselina toksičnost

UGLJIKOHIDRATIUGLJIKOHIDRATI Bruto hemijska formula većine UH:

CnH2nOn ili Cn(H2O)n

Ugljikohidrati drugačije bruto formule: dezoksi šećeri, amino šećeri, tio šećeri

spojevi iste bruto formule koji nisu ugljikohidrati: formaldehid, sirćetna i mliječna kiselina i njihovi anhidridi i dr.

Hemijski: aldehidni ili ketonski derivati polihidroksilnih alkohola i njihovi kondenzacioni proizvodi

UGLJIKOHIDRATI

PROSTI SLOŽENI

DISAHARIDI

OLIGOSAHARIDI

POLISAHARIDI

MONOSAHARIDI

Prikazivanje konfiguracije Fisher-ovim projekcionim formulama:

D-glukoza D-galaktoza D-manoza D-fruktoza

C

C

C

C

CH2OH

C

O

HOHH

HHO

OHH

OHH

C

C

C

C

CH2OH

C

O

HOHH

HHO

HHO

OHH

C

C

C

C

CH2OH

C

O

HHHO

HHO

OHH

OHH

C

C

C

C

CH2OH

C

O

HO

HHO

OHH

OHH

D-fruktoza

* * * *

Ciklična struktura monosaharida

CH2-

CHCHCHCH-

O ili

CH2 O

CH

CHCH

CH

Struktura pirana

CH-CHCHCH-

O iliCH CH

CHO

CH

Struktura furana

C H-C-OHH0-C-H H-C-OH H-C-OH CH2OH

+H2O

H O C-OH H-C-OHH0-C-H H-C-OH H-C-OH CH2OH

-H20

H OH C H-C-OHH0-C-H H-C-OH H-C CH2OH

O

H OH

D-glukoza poluacetalni oblik

Pri ciklizaciji nastaje nov hiralni centar na prvom C atomu kod aldoza ili na drugom C atomu kod ketoza.

-oblik - OH grupa je: • sa desne strane (Fisher-ove formule) • ispod ravni prstena (Hawort-ove formule)

-oblik - OH grupa je: • sa leve strane (Fisher-ove formule) • iznad ravni prstena (Hawort-ove formule)

-i - oblici su anomeri (optički izomeri), a ne enantiomeri

- D- gl ukopi r anoz a

H

C

C C

C

OCH

H

H

CH2OH

OH

OH

HO

C

C C

C

CH

H

H

CH2OH

OH

OH O

O

OH

OH

CH2OH

H

H

H

H C O

C

CC

C

O

H

H

- D- gl ukopi r anoz a

ac i kl i ~ni al dehi dni obl i ka c i k l i č n i

α-D-glukopiranoza β-D-glukopiranoza

aciklični aldehidni oblik

Važniji disaharidi

Struktura škroba

Škrob

Amiloza Amilopektin

H

O

OH

OH

CH2OH

OH H

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

OH

CH2OH

O

O

H

OH

OH

CH2OH

OH

OH

H

ner edukuj u}i kr aj r edukuj u}i kr aj

1-4 glikozidne veze u molekulu amilozeneredukujući kraj redukujući kraj

O

O

O O

O

O

O

OO

O

O

O

O

O

O

OO

O

OO

O

HH

OH

OH

CH2OH

OH

O

OH

OHO

CH2

O

HH

OH

OH

CH2OH

O

O O

OOH

OH

CH2OH

O HH

O

OH

OH

CH2OH

O HH

O

1-6 granjanje u molekuli amilopektinaravnolančani dio α 1-4 glikozidna vezagrananje α 1-6 glikozidna veza

Struktura celuloze

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

OH

CH2OH

OO

H

H H

HO

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2OH

OOH

H

OH

H

celuloza

Uloge ugljikohidrata

Energetska (17 kJ/g; 8 kJ/g za fermentaciju u debelom crijevu) Motilitet crijeva, mikroflora kolona Kontrola glikemije i metabolizma inzulina Glikozilacija proteina Metabolizam masti Dehidroksilacija žučnih kiselina Fermentacija (proizvodnja vodika/metana, SCFA, kontrola

funkcije epitelnih stanica kolona) Komponente nukleinskih kiselina i vitamina (riboflavin) Održavaju normalno funkcionisanje nerava i mišića

Preporuke za unos UH

Izbjegavati namirnice (posebno napitke) sa dodatim šećerima.

WHO, 2003 EFSA, 2010Ukupni UH: 55-75% DEP

Šećeri < 10% DEP

Vlakna >25 g/dan

Ukupni UH: 45-65% DEP

Vlakna AI 25 g/dan

• Minimalno 50 – 100 g/dan UH (prevenira ketozu).

• 130 g/dan UH podmiruje potrebe mozga za glukozom.

Određivanje UH1. Metode zasnovane na redukcionim osobinama šećera:

Neselektivne redukcione metode, i Selektivne redukcione metode,

2. Polarimetrijske metode,3. Spektrofotometrijske metode,4. Hromatografske metode,5. Biohemijske metode:

Mikrobiološke metode, i Enzimatske metode.

6. Gravimetrijske

1. a) Metoda po Fehlingu

COONa COONa

CHO CHOH OH Cu )OH(Cu

CHO CHOH COOK COOK

SONa Cu(OH) NaOH2CuSO

22

422 4

Postupak

EKSTRAKCIJA TOPLOM VODOM (OSNOVNI FILTRAT)

BISTRENJE I OBEZBOJAVANJE (FILTRAT A)

ZAGRIJAVANJE S FEHLINGOVIM REAGENSIMA

FILTRIRANJE Cu2O (GUČ FILTER)

ODREĐIVANJE Cu ILI Cu2O (GRAVIMETRIJSKI ILI PERMANGANOMETRIJSKI)

ZAGRIJAVANJE S KONC. HCl

Određivanje Cu2O permanganometrijski

F6,357V(mg)mCu

V – volumen kalijum-permanganata utrošenog za titraciju

F – faktor za korekciju koncentracije kalijum-permanganat

1 ml 0,02 mol/l kalijum-permanganata ekvivalentan je sa 6,357 mg Cu (7,157 mg Cu2O).

Primjer:U svrhu određivanja šećera 10 g homogeniziranog uzorka marmelade je razblaženo s 50 mL tople vode i zagrijavao na vodenom kupatilu 15 minuta. Smjesa je zatim kvantitativno prenesena u normalni sud od 100 mL i nakon hlađenja dopunjena vodom do markice. Sadržaj je profiltriran, te je 20 mL filtrata preneseno u novi normali sud od 100 mL, dodato 1.5 ml rastvora olovo-acetata i 2 ml rastvora natrij-sulfata. Normalni sud je dopunjen vodom do marke i sadržaj profiltriran. Za dalje određivanje je uzeto 25 ml ovog filtrata koji je zagrijavan sa 25 ml Fehling I, 25 ml Fehling II reagensa i 25 ml destilovane vode tako da ključa tačno 2 minuta. Sadržaj je zatim profiltriran preko guč lijevka, a dobiveni talog Cu2O je nakon temeljitog ispiranja s 300 mL vruće vode rastvoren u 50 ml feriamonij sulfata. Za titraciju ovog rastvora je utrošeno 9.2 ml 0.02 mol/l rastvora KMnO4. Iz Fehlenberg-ovih tablica očitati količinu šećera (rubrika «invertni šećer») koja odgovara ovoj količini bakra i izračunati sadržaj šećera (u procentima) u analiziranom proizvodu.

Izračunavanje količine uzorka u konačnom alikvotu u kojem je određen Cu2O

Izračunavanje količine Cu iz utroška KMnO4

a) 1 mL 0.02 mol/L KMnO4 ---- 6.357 mg Cu

9.2 mL 0.02 mol/L KMnO4 ---- X

X = 58.48 mg Cu

10 g 100 mL

20 mL 100 mL

25 mL

gmLmLmL

mLg 5.025

10020

10010

Izračunavanje količine Cu iz utroška KMnO4

n (Cu2O) = 1/2 n (FeSO4) = 5/2 n (KMnO4)

n (Cu) = 2 n (Cu2O) = 5 n (KMnO4)

n (Cu) = 5 (9.2 mL x 0.02 mol/L) = 5 x 0.184 mmol = 0.92 mmol

m (Cu) = n x Ar = 0.92 mmol x 63.57 mg/mmol = 58.48 mg

Izračunavanje količine šećera očitavanje količine šećera koja odgovara nađenoj količini Cu

58.48 mg Cu --- 98 mg šećera

Sadržaj šećera u proizvodu = 0,098 g/0.5 g x 100 = 19%

Određivanje glukoze pomoću alkalnog rastvora joda (selektivna redukciona metoda)

uz

21

m1000,09cVV (%) Glukoza

V1 – volumen (ml) rastvora Na2S2O3 utrošenog za titraciju slijepe probe,

V2 - volumen (ml) rastvora Na2S2O3 utrošenog za titraciju probe,

c – koncentracija upotrebljenog rastvora Na2S2O3 ,

muz – masa (g) uzorka koja se nalazi u 20 ml filtrata, i

1 ml 1 mol/L mol/L Na2S2O3 odgovara 0.09 g glukoze (ili galaktoze)

2. Polarimetrijske metode

zasnivaju se na optičkoj aktivnosti šećera (obrtanje ravni polarizirane svjetlosti)

specifična rotacija (rotacija izražena u stepenima koju izazove 1 g supstance u 1 mL rastvora u cijevi dužine 1 dm) – t

D

clt

D

100

t

Dl

c

100

3. Fotometrijske metode Somogyi-Nelson metoda

Redukujući šećeri redukuju Cu2+, nastali Cu2O se rastvara u kiselini, a oslobo|eni Cu+ joni redukuju molibdat u molibdensko plavo, čiji se intenzitet obojenja mjeri na 560 nm.

Scott-Melvin metoda

Bojena reakcija (plava boja) antrona i hidroksimetil-furfurola nastalog dejstvom kiseline na heksoze mjeri se na 650 nm.

Klein-Weissman metoda

Metoda sa hromotropnom i sumpornom kiselinom. Pentoze ne reaguju. Maksimum apsorpcije 570 nm.

4. Hromatografske metode

TLC, GLC ili HPLC u zavisnosti od matriksa, često potrebno prethodno

ekstrahovanje niskomolekularnih UH (obično u 80% etanolu)

HPLC sa amperometrijskim detektorom metoda izbora za određivanje više monosaharida u smjesi

Oligo i polisaharidi obično na isti način, nakon prethodne enzimske razgradnje.

5. Biohemijske metode Enzimatske metode se zasnivaju na dejstvu specifičnih,

visoko pročišćenih enzima Specifične i precizne, relativno manje cijene koštanja Metode izbora za određivanje jednog određenog UH

(npr. glukoze nastale razgradnjom škroba) enzimatsko-gravimetrijske i enzimatsko-hemijske

metode se koriste za određivanje vlakana

6. Gravimetrijske metode Određivanje celuloze (“sirovih vlakana”)

zasniva se na otpornosti celuloze i njenih pratiova (hemiceluloza, lignin) na dejstvo jakih kislina. Nakon obrade uzorka kiselinama sirova vlakna zaostaju na filteru i određuju se gravimetrijski nakon sušenja.

Probava ugljikohidrata

Apsorpcija ugljikohidrataApsorpcija ugljikohidrata

GLUT5

apikalno bazolateralno

Distribucija ugljikohidrata

Preko portalnog venskog krvotoka apsorbovani monosaharidi prelaze u jetru

U jetri se najveći dio galaktoze i fruktoze pretvara u glukozu. - dio glukoze se oslobađa u cirkulaciju - dio se konvertuje u glikogen i skladišti - dio se pretvara u druge supstance potrebne organizmu - dio se oksiduje uz osobađanje energije

Glukoza iz krvi ulazi u ćelije gdje daje energiju, a delom se konvertuje u glikogen u mišićnom tkivu

Energetski efekat metabolizma ugljikohidrata

Najveći dio glukoze se koristi za obezbeđivanje energije kroz trostepeni proces: glikoliza, ciklus limunske kiseline i respiratorni lanac.

U kalorimetru 1 mol glukoze sagorijevanjem do CO2 i H2O oslobodi 2870 kJ kao toplotu.

U tkivima dio energije se akumulira u obliku visiokoenergetskih fosfatnih veza. Po molekulu glukoze oksidisane do CO2 i H2O stvori se 38 ~P veza.

38 x 36.8 kJ = 1398 kJ/mol glukoze 48,7% ukupne energije pri sagorijevanju glukoze je

akumulirano u ~P vezama

Efekat termičke obrade hrane na UH Utiče na hemijske, fizičke i biološke osobine UH Proizvodi pirolize: organske kiseline, ketoni, aldehidi, alkoholi,

derivati furana... Optimalan termički tretman djeluje povoljno na namirnice bogate

škrobom → povećana probavljivost i sladak ukus usljed dekstrinacije

Neenzimsko tamnjenje (Maillardova reakcija) – zagrijavanje šećera u prisustvu amina (proteina→ smanjena bioiskoristivost proteina)

Karamelizacija (zagrijavanje šećera bez prisustva amina)

PROTEINI

Proteos (grč.) – prvi Biljni organizmi: sinteza iz vode i ugljičnog dioksida,

nitrata, fosfata, sulfata i dr. spojeva Životinje: sinteza iz aminokiselina hrane Sadrže prosječno 16% azota

Uloge proteina:

gradivna (primarna funkcija) kontraktilna (miogen) katalitička (enzimi) regulatorna (hormoni) transportna (hemoglobin, transferin, ceruloplazmin) imunološka (antitela) održavanje koloidno-osmotskog pritiska puferski kapacitet koagulacija krvi energetska (17.2 kJ/g)

Elementarni sasatav: C, O, H, N, S, (P)

Hemijska definicija: Proteini su makromolekulska jedinjenja izgrađena od

polipeptidnih lanaca koji se sastoje iz α-L-aminokiselina povezanih peptidnom vezom.

R CH COOH

NH2

Određvanje proteina

1. Određivanje ukupnih proteina- metoda po Kjeldahlu Koncentrovana sumporna kiselina vrši razaranje materijala pri

čemu se ugljenik oksidiše do ugljen-dioksida, vodonik do vode, a azot se redukuje do amonijaka koji se destiliše vodenom parom i hvata u određenu zapreminu kiseline poznatog titra, nakon čega se višak kiseline se retitrira bazom

U zavisnosti od sadržaja azota u proteinima pojedinih namirnica (FAO tablice) sadržaj proteina se izračunava množenjem dobijenog sadržaja azota faktorom iz tablice (npr. 5.7 za proteine pšenice, 6.25 za proteine drugih žitarica)

a) razaranje materijala 2NH3 + H2SO4→ (NH4)2SO4

b) destilacija dodatak NaOH

(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + Na2SO4 + 2 H2O destilacija oslobođenog amonijaka u kiselinu poznatog

titra retitracija viška kiseline bazom izračunavanje količine amonijaka, odnosno azota izračunavanje količine proteina

2. Određivanje čistih proteina-Metoda po Stutzer-Barnstein-uNeproteinske materije koje sadrže nitrogen odstrane se vodom, u kojoj su rastorljive, a u vodi rastvorljivi proteini istalože kao bakarni spojevi dodatkom bakar(II)-sulfata i zajedno sa u vodi netopivim proteinima odrede po Kjeldahl-u.-Metoda po Kellner-uNeproteinske materije se ekstrahuju vrućom vodom. Koekstrahirani u vodi rastvorni proteini se istalože bakar(II)-sulfatom. U filtratu se odredi sadržaj nitrogena koji ne potiče od proteina, metodom po Kjeldahl-u. Razlika između sadržaja ukupnog nitrogena i neproteinskog nitrogena služi za izračunavanje čistih proteina.

3. Određivanje proteina mlijeka formol titracijom Dodatkom formaldehida blokiraju se amino grupe proteina, a karboksilne

grupe mogu se titrirati bazom

R CHNH2

COOHCH

H

OR CH

N(CH2OH)2

COOH+

4. Određivanje pojedinih frakcija proteina - taloženje na izoelektričnom pH (kazein pri pH 4.6)- ekstrakcija određenim rastvaračima (po Osborn-u)

• ekstahovani proteini mogu da se odrede po Kjeldahl-u ili metodama za određivanje proteina u rastvoru (po Lowry-u, BCA, Biuret metodom, UV spektroskopijom i dr.)

- elektroforezom i gel filtracijom

SLOŽENIPROTEINI

PROSTI

RASTVORNI NERASTVORNI

AlbuminiHistoni

Protamini

GlobuliniProlaminiGlutelini

Albuminoidi

Složeni proteini fosfoproteidi (kazein iz mlijeka, vitelin, vitelenin i

fosfitin iz žumanjca i dr.)

glikoproteidi (ovomukoid, proteini plazme)

lipoproteidi (mozak, kičmena moždina)

hromoproteidi (hemoglobin, mioglobin)

nukleoproteidi (soli baznih proteina, protamina i histona sa nukleinskim kiselinama)

Individualni faktori koji utiču na potrebe u proteinima:

1. Veličina tijela2. Dob3. Spol4. Nutricioni status5. Graviditet i laktacija6. Klimatski faktori7. Fizička aktivnost8. Dijetarne komponente ishrane9. Emocionalna stabilnost10. Patološka stanja

Potrebe u proteinima Fiziološka potreba: minimalni nivo koji nadoknađuje

obligatorni gubitak nitrogena. Dnevna potreba 0.75 g/kg TT Siguran nivo unosa 0.83 g/kg TT na dan za odrasle

osobe (10-15% DEP) Voditi računa o probavljivosti proteina!

Preporučen dnevni unos (RDA) proteina za različite dobne grupe i fiziološka stanja stanja

Starost (godine)/fiziološko stanje RDA(g/dan)

0.0-0.5 telesna masa (kg) x 2.2

0.5-1 telesna masa (kg) x 2.0

1-3 23

4-6 30

7-10 34

11-14, muškarci 45

15-51+, muškarci (70kg) 56

11-18, žene 46

19-51+, žene (55 kg) 44

graviditet +30

laktacija +20

ESENCIJALNE AMINOKISELINE (1)

1. alifati~ne monoamino-monokarboske kiseline:

glikokol ili glicin, Gly -aminosir}etna kiselina

alanin, Ala -aminopropionska kiselina

valin, Val -aminoizovalerijanska kiselina

leucin, Leu -aminoizokapronska kiselina

izoleucin, Ile -amino- -metil- -etilpropionska kiselina

serin, Ser -amino- -hidroksipropionska kiselina

treonin, Thr -amino- -hidroksibuterna kiselina

CH2 COOH

NH2

CH COOH

NH2

CH3

CH COOH

NH2

CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

C2H5

CH COOH

NH2

CH2

OH

CH COOH

NH2

CH

OH

CH3









CH2 COOH

NH2

CH COOH

NH2

CH3

CH COOH

NH2

CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

C2H5

CH COOH

NH2

CH2

OH

CH COOH

NH2

CH

OH

CH3

Leucin Valin









CH2 COOH

NH2

CH COOH

NH2

CH3

CH COOH

NH2

CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

C2H5

CH COOH

NH2

CH2

OH

CH COOH

NH2

CH

OH

CH3

Izoleucin









CH2 COOH

NH2

CH COOH

NH2

CH3

CH COOH

NH2

CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

CH3

CH COOH

NH2

CH2CHCH3

C2H5

CH COOH

NH2

CH2

OH

CH COOH

NH2

CH

OH

CH3

Treonin

2. monoamino-dikarbonske kiseline:

asparaginska kiselina, Asp -amino}ilibarna kiselina

asparagin, Asnamid asparaginske kiseline

glutaminska kiselina, Glu -aminoglutarna kiselina

glutamin, Glnamid glutaminske kiseline

3. diamino-monokarbonske kiseline

lizin, Lys -diaminokapronska kiselina

arginin, Arg -amino--gvanidinovalerijanska kiselina

histidin, His -amino- -imidazolilpropionska kiselina

CH COOH

NH2

CH2CH2HOOC

CH COOH

NH2

CH2CH2CH2CH2

NH2

CH COOH

NH2

CH2CH2CH2NH

C NH

NH2

CH COOH

NH2

CH2

HN N

CH COOH

NH2

CH2HOOC

CH COOH

NH2

CH2H2NOC

CH COOH

NH2

CH2CH2H2NOC

Lizin

4. aminokiseline sa sumporom:

cistein, Cys -amino- -tiopropionska kiselina

cistindi-( -amino- -tiopropionska kiselina)

metionin, Met -amino- -metiltiobuterna kiselina

5. aromati~ne aminokiseline

fenilalanin, Phe -amino- -fenilpropionska kiselina

tirozin, Tyr -amino- -p-hidroksifenilpropionska kiselina

6. heterocikli~ne aminokiseline

triptofan, Trp -amino- -indolilpropionskakiselina

prolin, Propirolidin-2-karbonska kiselina

hidroksiprolin, Hpr4-hidroksipirolidin-2-karbonska kiselina

CH COOH

NH2

CH2CH

S CH3

CH COOH

NH2

CH2

SH

CH COOH

NH2

CH2

SS

CH2CHHOOC

NH

CH2 CH COOH

NH2

NHCOOH

NHCOOH

HO

CH2

NH2

COOHCH

CH2

NH2

COOHCH

OH

Metionin












CH COOH

NH2

CH2CH

S CH3

CH COOH

NH2

CH2

SH

CH COOH

NH2

CH2

SS

CH2CHHOOC

NH

CH2 CH COOH

NH2

NHCOOH

NHCOOH

HO

CH2

NH2

COOHCH

CH2

NH2

COOHCH

OH

Fenilalnin












CH COOH

NH2

CH2CH

S CH3

CH COOH

NH2

CH2

SH

CH COOH

NH2

CH2

SS

CH2CHHOOC

NH

CH2 CH COOH

NH2

NHCOOH

NHCOOH

HO

CH2

NH2

COOHCH

CH2

NH2

COOHCH

OH

Triptofan

Prosječne potrebe u aminokiselinama za odrasle osobe Prosječne potrebe u aminokiselinama za odrasle osobe (WHO/FAO/UNU, 2007)(WHO/FAO/UNU, 2007)

Aminokiselina Dnevna potreba (mg/kg)Histidin 10Izoleucin 20Leucin 39Lizin 30Metionin + cistein metionin cistein

1510.44.1

Fenilalanin + tirozin 25Treonin 15Triptofan 4Valin 26Ukupno 184

HRANJIVA VRIJEDNOST PROTEINA (1)

a) Na osnovu uticaja na tjelesnu masu potpuni (kazein) djelimično nepotpuni (glijadin) nepotpuni (zein)

(g) proteina unesenog masa(g) mase lesneporast tje

PER

PER – Indeks efikasnosti proteina (Protein Eficiency Ratio)


b) Na osnovu uticaja na bilans azota uravnoteženi bilans (unos=izlučivanju) negativan bilans (izlučivanje>unos) pozitivan bilans (unos>izlučivanja)

(mol) proteina ogapsorbovanazot (mol)organizmu u zadržan N proteinski

BV

BV – biološka vrijednost (udio iskorištenog proteinskog azota)


Utvrđivanje biološke vrijednosti proteina: Biološke metode (animalni modeli) Mikrobiološke metode (Tetrhymena pyriformis, Clostridium

perfringens, Steptococcus faecalis) Hemijske metode (analiza aminokiselinskog sastava)

Utvrđivanje aminokiselinskog sastava (%) u hidrolizatu proteina Utvrđivanje odnosa (%) svake esencijalne AK u proteinu i iste AK u

ukupnim proteinima jajeta Identifikacija limitirajuće AK (AK sa najmanjim odnosom iz

prethodnog korak, CS) Izračunavanje procenta deficita limitirajuće AK (100-CS)


Izračunavanje biološke vrijednosti proteina prema formulama Block-a i Mitchel-a:

CS)0.0321(1003,77PERCS)0,634(100102BV


Procentualni udio esencijalnih AK u ukupnim proteinima namirnicaEsencijalna AK Jaje Sirevi Grašak Soja Soja (CS)

Izoleucin 8,7 10,4 6,8 8,5 97,7

Leucin 6,2 5,3 4,3 5,0 80,6

Lizin 6,9 8,7 7,5 7,0 101,4Metionin 5,7 3,4 2,0 2,8 49,1Fenilalanin 9,7 10,7 7,3 8,8 90,7Treonin 5,0 4,0 4,0 4,2 84,0Triptofan 4,2 5,4 2,7 3,4 81,0Valin 6,8 7,7 4,7 5,2 76,5

13,249)-0,0321(100-3,77PER 69,67)940,634(100102BV

%491005,72,8CS


Nedostaci hemijske procjene hranjive vrijednosti proteina:

Razlike u probavljivosti proteina Kompeticija kod apsorpcije AK Ne razlikuje D- i L-minokiseline Efekat antinutrijenata Dobra korelacija s biološkim testovima za proteine sa

BV>40

PODJELA PROTEINA NA OSNOVU BIOLOŠKE VRIJEDNOSTI

1. potpuni proteini (BV > 75; PER > 2,4)- omogućavaju normalan rast i regeneraciju organizma- proteini mesa (osim proteina vezivnog tkiva), mlijeka, jaja

2. delimično nepotpuni proteini (BV = 55-75; PER = 1,4-2,4)- omogućavaju samo održavanje telesne mase- većina biljnih proteina (proteini žitarica su deficitarni u lizinu, a proteini leguminoza u metioninu)

3. nepotpuni proteini (BV < 55; PER < 1,4)- ne osiguravaju niti održavanje telesne mase- proteini vezivnog tkiva (kolagen, elastin).- zein (veoma deficitaran u lizinu)

POBOLJŠANJE BIOLOŠKE VRIJEDNOSTI PROTEINA

komplementacija kombinovanjem proteina dodavanje deficitarnih AK u dijetetske proizvode genetske modifikacije – hibridi sa većim sadržajem deficitarnih AK

PROBAVA PROTEINAPROBAVA PROTEINADio GIT-a

Enzim Prekursor Aktivator pH Veze koje raskida

Produkti

želudac pepsin pepsinogen HCl 1-2 endogene(Ar, dikarb.)

proteoze peptoni

želudac renin Ca++ 4 kazein parakazein

tanko crijevo

tripsin tripsinogen enterokinaza 7,9 endogene (bazne)

polipeptididipeptidi

tanko crijevo

himotripsin himotripsinogen tripsin 8 endogene (neutralne)


tanko crijevo

elastaza proelastaza tripsin 8 endogene (Gly, Ala, Ser)


tanko crijevo

karboksi-peptidaza

prokarboksi-peptidaza

tripsin 8 egzogene (N-terminlni kraj)

AKpeptidi

tanko crijevo

amino-peptidaze

8 egzogene (N-terminlni kraj)

AKpeptidi

tanko crijevo

dipeptidaze 8 dipeptidi AK

PROBAVLJIVOST PROTEINA (1)

Probavljivost: udio N iz hrane koji se apsorbuje nakon digestije.

Ni - uneseni azotNf - fekalni azotNe - endogeni fekalni azot (na dijeti bez proteina, oko 14mg/kg za odrasle, 20 mg/kg za djecu)

100 ost Probavljiv

i

efi

NNNN

PROBAVLJIVOST PROTEINA (2)

Faktori koji utiču na probavljivost proteina:

porijeklo (biljni proteini imaju manju probavljivost zbog manje probavljivih ćelijskih memebrana)

konformacija molekule (ograničava enzimsku hidrolizu) prisustvo antinutrijenata (inhibitori tripsina i himotripsina,

lektini, tanini, fitati) interakcija s drugim sastojcima hrane (vlakna, polisaharidi) termička obrada (Millard-ova reakcija, stvaranje lizinoalanina,

racemizacija i dr.)

Izvor proteina Probavljivost proteina (%)

Zastupljenost u obroku (%)

Bjelance jajeta 97

Cijelo jaje, govedina, perad, riba, mlijeko 95 10

Pšenično bijelo brašno 95

Soja protein izolat 94

Polirani pirinač 88 40

Sojino brašno 86

Integralna pšenica 86 15

Kukuruzni proizvodi 86

Integralni pirinač 84

Grah 69 35

Probavljivost proteina iz različitih izvora

Probavljivost = (0,88 x 40) + (0,69 x 35) + (0,86 x 15) + (0,95 x 10) = 82%

APSORPCIJA AMINOKISELINA

Prosta difuzija (D-aminokiseline) i aktivni transport (L-aminokiseline)

Kompetitivni mehanizam Apsorpcija u portalni krvotok (sinteza proteina u

jetri) Iznimna apsorpcija nekih polipeptida (nutritivni

alergeni)

METABOLIZAM PROTEINA

~ 20 aminokiselina izgrađuju biljne i animalne proteine

esencijalne aminokiseline – unos hranom neesencijalne aminokiseline – endogena

sinteza iz drugih aminokiselina, Ac-Co A ili piruvata (transaminacije, dezaminacije, defosforilacije)

PROMET PROTEINA

Proteini iz hrane

Proteini tijela

AK pool(jetra)

Proteini plazme

katabolizam

Sinteza proteina

anabolizam

deaminacija

NH3

urea

α-keto kis.

purini

urin

urati

glikogene

ketogene

UH

masti

FUNKCIONALNE ULOGE PROTEINA U NAMIRNICAMA

Hidrodinamska svojstva: viskoznost proizvoda (supe, umaci i sl.) želiranje (kolači, mesni proizvodi) tekstura (mesni proizvodi, peciva)

Površinska aktivnost kvašenje disperzibilnost rastvorljivost pjenjenje emulgatorska svojstva vezivanje masti nosioci aroma

UTICAJ TERMIČKE OBRADE NA PROTEINE (1)

Denaturacija i koagulacija proteina konformacijske promjene (lakši pristup enzimima i bolja iskoristivost) inaktivacija proteinskih enzima (npr. botulinum toksin, enterotoksin iz S.

aureus) ekstenzivna denaturacija smanjuje solubilnost proteina (uticaj na neka

fizičko-hemijska svojstva) inaktivacija oksidativnih i hidrolitičkih enzima iz namirnica (očuvanje

poželjnih senzornih svojstava, bolja održivost) Racemizacija aminokiselina zagrijavanjem u alkalnoj sredini

smanjena iskoristivost i BV potencijalno (neuro)toksične D-aminokiseline

Piroliza AK i formiranje imidazo kinolina (mutageni!)


Formiranje unakrsnih peptidnih veza

između ε-amino grupe lizina i amidne karboksilne grupe glutaminske i asparaginske kiseline (prirodno prisutne u keratinu, elastinu, kolagenu)

između cisteina ili fosfoserina i lizina (lizinoalanin, LAL)

CisteinSerin

baza-H2S

CH2C

dehidroalaninski ostatak

+L-lizin C-H(CH2)4 NH CH2*C-H

LAL

-H2O

Karbonil-amin reakcije (Maillard-ov reakcija)

H-C-OH H-C-OHHO-C-H H-C-OH H-C H2C-OH

O

aldoza aldozamin

R-NH2

H-C-NHR H-C-OHHO-C-H H-C-OH H-C H2C-OH

O

H-C-OHHO-C-H H-C-OH H-C-OH H2C

H-C=OHO-C-H H-C-OH H-C-OH H2C-OH

O

1-amino-1-dezoksi-2-ketoza

Amadorijevopremestanje

CH2-NHR

CH2-NHR


Interakcija sa mastima Oksidativnom razgradnjom nezasićenih masnih kiselina i holesterola nastaju proizvodi koji

mogu da reaguju sa amino grupama proteina, naročito lizina, čime se smanjuje njihova iskoristivost.

Interakcija sa nitritima uobičajeni aditivi u mesnim proizvodima u kiseloj sredini i uz zagrijavanje sa aminima (posebno sekundarnim) nitriti grade N-

nitrozamine (potentni kancerogeni) Interakcije sa sulfitima

uobičajeni aditivi u mesnim proizvodima daju S-sulfonat derivate ne utiče na biološku vrijednost, ali utiče na fizičko-hemijska svojstva proteina

INTERAKCIJE PROTEINA SA DRUGIM SASTOJCIMA HRANE

Principi racionalne prehranePrincipi racionalne prehrane Prvi princip racionalne prehrane

Drugi princip racionalne prehrane

Vitamini

Minerali

Voda

Esencijalne masnekiseline

Esencijalne aminokiseline

Esencijalninutrijenti

Treći princip racionalne prehrane

MastiBiljne

Animalne

ProteiniBiljni

Animalni

NaK

CaP

VitaminiMinerali

Vitamin BUH

Četvrti princip racionalne prehrane

Kvantitativno planiranje Kvantitativno planiranje prehraneprehrane

1. Utvrđivanje stanja uhranjenosti 2. Izračunavanje energetskih potreba3. Izračunavanje potreba u hranjivim i zaštitnim

materijama4. Odabir namirnica i količina 5. Raspodjela odabranih namirnica po obrocima

(izrada jelovnika)

1. Utvrđivanje stanja uhranjenosti1. Utvrđivanje stanja uhranjenosti Upoređivanje sa idealnom tjelesnom težinom

a) Prema tablicamaVisina s cipelama (cm) Tjelesna težina (kg) za muškarce

Nježna građa Srednja građa Krupna građa

157,4 52,6-56,7 56,2-60,3 59,4-64,4

160,0 53,9-58,0 57,6-61,6 60,3-65,3

162,5 55,3-59,8 58,9-63,5 62,1-67,5

165,1 57,1-61,6 60,7-65,3 63,9-69,4

167,6 58,5-63,0 62,1-66,6 65,7-71,2

170,1 60,3-64,8 63,9-68,4 67,5-73,4

172,7 61,6-66,6 65,7-70,7 69,4-75,2

175,2 63,5-68,4 67,5-72,5 71,2-77,1

177,8 65,3-70,3 69,4-74,3 73,0-79,3

180,3 67,1-72,1 71,2-76,2 74,8-81,6

182,8 68,9-74,3 73,0-78,4 76,6-83,9

185,4 71,2-76,6 75,2-80,7 78,9-86,1

187,9 73,9-79,3 77,5-83,4 81,1-88,9

190,5 76,2-81,6 79,8-85,4 83,4-91,6

Idealna tjelesna težina za žene

Visina s cipelama(cm)

Tjelesna težina (kg)

Nježna građa Srednja građa Krupna građa

149,8 47,1-50,3 49,8-53,5 53,0-57,6

152,4 47,6-51,2 50,8-54,4 53,9-58,5

154,9 48,5-52,1 51,7-55,3 54,8-59,4

157,4 49,8-55,3 53,0-56,6 56,2-61,2

160,0 51,2-54,8 54,4-58,0 57,6-62,5

162,5 52,6-56,6 56,2-59,8 59,4-63,9

165,1 53,9-58,0 57,6-61,2 60,3-65,7

167,6 55,7-59,8 58,9-63,5 62,5-68,0

170,1 57,1-61,6 60,7-65,3 64,4-69,8

172,7 58,5-63,0 62,1-66,6 65,7-71,6

175,8 60,3-64,8 63,9-68,4 67,5-73,4

177,8 61,6-66,6 65,7-70,3 68,9-75,2

180,3 63,0-68,0 67,1-71,6 70,3-76,6

Upoređivanje sa idealnom tjelesnom težinomb) Prema De Molle-ovim formulama

Na osnovu indeksa tjelesne mase (BMI)

4

20D4150T)100T(ITMm

Muškarci Žene

4

20D5.2150T)100T(ITM f

T – visina osobe (cm), D – dob osobe (godine).

normalna uhranjenost: BMI 18.5-25

mTkgMBMI 22

2. Izračunavanje energetske potrebe2. Izračunavanje energetske potrebe Dnevno potrebna količina energije (DEP) iz hrane

jednaka dnevnoj potrošnji energije Izražava se u kcal ili kJ

1 kcal (Cal) = 4.184 kJ1 kJ = 0.239 kcal

DEP = BM + SDDH + EFA BM

60-75% PA15-30%

SDDH~10%

Bazalni metabolizam Bazalni metabolizam

Energija koja se troši na održavanje funkcija organizma u potpunom psiho-fizičkom mirovanju, najmanje 12 sati nakon jela, u temperiranim uslovima bez vanjskih stimulusa

Čini 60-75% dnevne energetske potrebe Ovisi o veličini tijela, spolu, dobi, fiziološkom

stanju, funkciji štitne žlijezde

Faktori koji utiču na bazalni metabolizam (1)Faktori koji utiču na bazalni metabolizam (1) Dob: BM se smanjuje starenjem (2% do 3% po dekadi nakon 30.godine). Spol: Generalno brži BM u muškaraca. Veličina tijela: Veći odrasli organizamima više metabolički aktivnih tkiva (veći BM) Struktura tijela: Mišići troše više energije nego mast, čak i u mirovanju. Genetski faktor: BM je djelimično genetski determinisan. Rast: Dojenčad i djeca imaju veći BM zbog energije potrebne za rast i održavanje tjelesne temperature.

Faktori koji utiču na bazalni metabolizam (2)Faktori koji utiču na bazalni metabolizam (2) Hormonalna i neurološka kontrola : Hormonalni disbalans utiče na brzinu BM. Temperatura okoline: Ekstremne temperature povećavaju BM. Infekcija i bolest: povećan BM zbog potrebe za izgradnjom novih tkiva ili postizanja imunog odgovora. Ekstremna dijeta, gladovanje , post: Premali energetski unos signalizira tijelu da konzervira energiju. Trening: Veća mišićna masa (veći BM). Stimulansi: Povećana potrošnja energije u mirovanju.

Utvrđivanje bazalnog metabolizmaUtvrđivanje bazalnog metabolizma Procjena:

Mjerenjem u kliničkim uslovima Računskim putem

Dob (godine)

Muškarci(kcal/dan)

Žene(kcal/dan)

0-3 60.9 x TT - 54 61.0 x TT - 513-10 22.7 x TT + 495 22.5 x TT + 49910-18 17.5 x TT + 651 12.2 x TT + 74618-30 15.3 x TT + 679 14.7 x TT + 49630-60 11.6 x TT + 879 8.7 x TT + 829>60 13.5 x TT + 487 10.5 x TT + 596

SDDH i fizička aktivnostSDDH i fizička aktivnost

SDDH Količina energije utrošene na probavu, apsorpciju i asimilaciju

obroka (prosječno 10% energetske vrijednosti obroka) Ugljikohidrati 5-10% Masti 0-5% Proteini 20-30% Alkohol 15-20%

Fizička aktivnost Sedentarni način života – manje od 50% energije BM za EFA Velika fizička aktivnost (atletičari) – EFA do dva puta veća

Nivo fizičke aktivnosti (PAL)* za odrasleProfesionalna fizička aktivnost

Neprofesionalna fizička aktivnost

laganaM F

umjerenaM F

teškaM F

Neaktivan/aUmjereno aktivan/aVeoma aktivan/a

1.4 1.41.5 1.51.6 1.6

1.6 1.51.7 1.61.8 1.7

1.7 1.5 1.8 1.61.9 1.7

DEP = BM x PAL

* Preporučeni PAL uključuje i SDDH

Em – dnevna potreba za energijom za muškarce, Ef – dnevna potreba za energijom za žene, ITM – idealna tjelesna masa osobe.

kcal ITM)31,10,95(580E ili ITM123.4E

kcal ITM)36,60,95(815E ili ITM152E

f0,73

f

m0,73

m

Preporučeni energetski unos u redukcionoj dijeti

Teorijski, redukcija energetskog unosa za 3500 kcal dovodi do smanjenja tjelesne težine za 450-500 g.

Ciljana tjelesna težina: idealna tjelesna težina tjelesna težina izračunata prema poželjnom BMI

(23 kg/m2) empirijski

Preporuke za dnevni unos energijeMuškarci Žene

WHO EU WHO EUDob Kcal MJ Donja

granicaGornja granica

Kcal MJ Donja granica

Gornja granica

0-3 mj. 545 2.28 2.3 515 2.16 2.14-6 mj. 690 2.89 3.0 645 2.69 2.87-9 mj. 825 3.44 3.5 765 3.20 3.310-12 mj. 920 3.85 3.9 865 3.61 3.71-3 god. 1230 5.15 5.3 1165 4.86 5.04-6 god. 1715 7.16 7.2 1545 6.46 6.67-10 god. 1970 8.24 8.2 1740 7.28 7.411-14 god. 2220 9.27 9.4 1850 7.92 8.015-18 god. 2755 11.51 11.6 12.0 2110 8.83 8.819-50 god. 2550 10.60 11.3 12.0 1940 8.10 8.4 9.051-59 god. 2550 10.60 8.5 9.2 1900 8.00 8.4 9.060-64 god. 2380 9.93 8.5 9.2 1900 7.99 7.0 7.765-74 god. 2330 9.71 7.5 8.5 1900 7.96 7.0 7.7≥ 75 god. 2100 8.77 1810 7.61 6.7 7.6Trudnoća +200 +0.8Laktacija +500 +2.1 +1.5-1.7

Efekti energetskog disbalansa (1)

Premali unos energije može rezultirati pothranjenošću. Izvor energije je depo glikogena i masti.

Aminokiseline oslobođene razgradnjom tjelesnih proteina prevode se u glukozu.

Glikogen iz jetre se utroši za 2-3 dana Nepotpunom razgradnjom masti formiraju se ketonska tijela. Rezerve masti i oko 1/3 bezmasne mase tijela utroši se za oko 60

dana, što ima letalan ishod.

Efekti energetskog disbalansa (2)

Preveliki unos energije može rezultirati gojaznošću.

Višak energije se deponuje kao mast, bez obzira na izvor.

Ograničen kapacitet deponovanja glukoze u vidu glikogena.

Višak proteina se ne može deponovati.

Neograničen kapacitet deponovanja masti.

~ 35 milijarde masnih stanica, čiji se broj može povećavati.

Određivanje energetske vrijednosti hraneOdređivanje energetske vrijednosti hrane

a) Određivanje u kalorimetrijskoj bombi

E – energetska vrijednost (KJ/g)

T1 – temperatura vode prije sagorijevanja

T2 – temperatura vode poslije sagorijevanja

V – volumen vode (L)

muz – masa uzorka (g)

uzmVTTE 1868.4)( 12

b) Računski iz sastava namirice/obroka

Energetska vrijednost nutrijenataEnergetska vrijednost nutrijenata

1 g masti 9 kcal (39 kJ)

1 g ugljikohidrata 4 kcal (17 kJ)

1 g proteina 4 kcal (17 kJ)

1 g alkohola 7 kcal (29 kJ)

U kalorimetrijskoj bombi(sirova energetska

vrijednost)

1 g kJ kcal

UH 17,1 4,1Masti 38,9 9,3Prot. 23,8 5,7

U organizmu(čista energetska vrijednost)

1 g kJ kcal

UH 17,1 4,1Masti 38,9 9,3Prot. 17,1 4,1

U ljudskom organizmu oksidacija proteina nije potpuna, nastaje uglavnom urea

ProteiniProteini• Dnevna potreba 0.75 g/kg TT• Siguran nivo unosa 0.83 g/kg TT na dan za odrasle osobe (10-15% DEP)• Faktor probavljivosti proteina:

• 100% za proteine jajeta, mlijeka, ribe i mesa• Integralne žitarice smanjuje probavljivost za oko 10%• Miješana prehrana – probavljivost ~ 90%

3. Izračunavanje potreba u 3. Izračunavanje potreba u nutrijentimanutrijentima

Dnevna potreba = 0.83 g/kg x TT x 100/90

Masti – 25-30% DEPMasti – 25-30% DEP

Ugljikohidrati – preostala energija do 100% DEPUgljikohidrati – preostala energija do 100% DEP

Vitamin RDA UL Mineral RDA ULVitamin A (µg) 800 3000 Kalijum (mg) 2000Vitamin D (µg) 5 50 Hlorid (mg) 800Vitamin E (mg) 12 260 Kalcijum (mg) 800Vitamin K (µg) 75 Fosfor (mg) 700Vitamin C (mg) 80 Magnezijum (mg) 375Tiamin (mg) 1,1 Željezo (mg) 14Riboflavin (mg) 1,4 Cink (mg) 10 22Niacin (mg) 16 35 Bakar (mg) 1 4Vitamin B6 (mg) 1,4 25 Mangan (mg) 2Folna kiselina (µg) 200 800 Fluorid (mg) 3,5 7Vitamin B12 (µg) 2,5 Selen (µg) 55 250Biotin (µg) 50 Hrom (µg) 40Pantotenska kiselina (mg) 6 Molibden (µg) 50 500

Jod (µg) 150 500

RDARDA za vitamine i minerale u EU za vitamine i minerale u EU

4. Odabir namirnica i formiranje 4. Odabir namirnica i formiranje jelovnikajelovnika

• Cilj: odabrati namirnice koje će dati odgovarajući unos energije i nutrijenata, te zadovoljiti navike i želje konzumenta

• Primjena Tablica prosječnog sastava namirnica• Kurier I. Standardne Euro tablice kemijskog sastava

namirnica. Zagreb, 1996.• Jokić N, Dimić M, Pavlica M. Tablice hemijskog sastava

prehrambenih proizvoda. Beograd, 1999:

• http://www.ars.usda.gov/nutrientdata

• http://www.foodcomp.dk/

• Podaci sa deklaracija prehrambenih proizvoda

• Primjena nutricionističkih softvera

Vježba

1. ZadatakSastav:45 g ugljikohidrata39 g masti 27 g proteina

= ? kcal= ? kcal= ? kcal

Ukupno: ? kcal

UgljikohidratiMastiProteini

= ? %E= ? %E= ? %E

Izbalansiran obrok ?

Primjer: fast-food hamburger

45 g ugljikohidrata x 4 kcal39 g masti x 9 kcal27 g proteina x 4 kcal

= 180 kcal= 351 kcal= 108 kcal

Ukupno: 639 kcal

17% 100 x 0.168100x 639

kcal/g 4 x 27 proteina iz energija

55% 100 x 0.548100x 639

kcal/g 9 x 39 masti iz energija

28% 100 x 0.281100x 639

kcal/g 4 x 45 rataugljikohid iz energija

2. Zadatak: Ena ima 35 godina, visoka je 168 cm i teška 60 kg. Radi kao službenica u banci. Ima dvoje djece. Obavlja redovne kućanske poslove i 2 puta sedmično odlazi na fitnes (45 min).

1. Dnevna energetska potreba ?2. Dnevna potreba u proteinima ?3. Dnevna potreba u mastima ?4. Dnevna potreba u ugljikohidratima ?5. Formirati dnevni jelovnik za Enu !

2. Zadatak: Ena ima 35 godina, visoka je 168 cm i teška 60 kg. Radi kao službenica u banci. Ima dvoje djece. Obavlja redovne kućanske poslove i 2 puta sedmično odlazi na fitnes (45 min). Izračunati dnevnu energetsku potrebu, potrebu u proteinima, mastima i ugljikohidratima za Enu.

Procjena stanja uhranjenosti

BMI = TT/TM2 = 60/(1.68)2 = 21.2 kg/m2

1. Izračunavanje dnevne energetske potrebe

DEP = BM x PALDEP = (8.7 x TT + 829) x 1.5 DEP = 1351 x 1.5 = 2027 kcal/dan

www.nutrisurvey.de

2. Izračunavanje potreba u proteinima Dnevna potreba = 0.83 g/kg x TT x 100/90 Dnevna potreba = 0.83 g/kg x 60 kg x 1.11 = 55.3 g (221 kcal)

3. Izračunavanje potreba u mastimaDnevna potrebaave = (DEP x 0.25)/9 = = (2027 kcal/dan x 0.25)/9 kcal/g = 56.3 g/dan (507 kcal)

4. Izračunavanje potreba u ugljikohidratimaUH = (DEP – proteini - masti)/4 = = (2027kcal –221kcal– 507kcal)/4 kcal/g = 1299 kcal/4 kcal/g = 325 g/danUH/DEP = 1299/2027 x 100 = 64%

Obrok Udio u dnevnom jelovniku (%E)Doručak 25%Užina 15%Ručak 30%Užina 10%Večera 20%

5. Formiranje dnevnog jelovnika

Primjeri pitanja za provjere znanja

Kolokviji

1. Određivanje proteina po Kjeldahlu svodi se na

a) titracijsko određivanje

b) gravimetrijsko određivanje

c) spektrofotometrijsko određivanje

d) svi odgovori su tačni

e) ni jedan odgovor nije tačan

2. Izračunati sirovu energetsku vrijednost namirnice određenog sastava

3. Izračunati sadžaj kuhinjske soli u namirnici iz datog utroška AgNO3

poznatog titra.

Primjeri pitanja za provjere znanja

Praktični ispit (esejski)1. Metode određivanja masti/proteina/ugljikohidrata u namirnicama

2. Organoleptička pretraga namirnica

3. Uzorkovanje i postupanje s uzorkom u službenoj kontroli namirnica

Parcijalni ispiti (esejski)1. Energetska vrijednost namirnica

2. Ugljikohidrati u prehrani ljudi – značaj i karakteristike

3. Probava – metabolizam osnovnih hranjivih materija

Documents

Bromatologija 2 predavanje