1. Введение
Рациональное питание занимает одно из ведущих мест, которое обеспечивает здоровье и гармоничное развитие детского организма. Правильное питание в детстве – фундамент для здоровья на всю жизнь. При организации питания в школах, гимназиях и лицеях необходимо учитывать следующие особенности растущего человека:
1. Интенсивный обмен веществ, быстрое нарастание массы тела. Для обеспечения этих процессов в рационе питания детей должны быть источники биологически ценных белков и других незаменимых веществ, которые должны быть в относительно больших количествах на единицу массы тела, чем у взрослых.
2. Повышенная мышечная (двигательная) активность. В связи с этим у растущего организма потребность в легкоусвояемых углеводах несколько выше, чем у взрослого человека.
3. Несовершенство регуляторных механизмов – нервной и гуморальной систем. Обилие информации (телевидение, радио, компьютер) увеличивает нагрузку на психоэмоциональную сферу. Из-за этого повышается эмоциональная возбудимость, которая часто приводит к торможению пищевого центра, ослаблению аппетита и секреции пищеварительных соков.
4. Адаптационная возможность всех систем организма снижена. У детей наблюдаются резкие колебания секреции и активности пищеварительных соков. Растущий организм чувствителен к нарушению сбалансированного питания.
Потребность детей в витаминах повышена из-за напряженности метаболических процессов в организме. Дети очень чувствительны к дефициту витаминов, который приводит к снижению устойчивости против инфекций, быстрой утомляемости, раздражительности, потере аппетита. Особое внимание должно быть уделено включению в рацион обучающихся достаточного количества витаминов А, Д и С в зимний и весенний сезон года, когда уровень их в пищевых продуктах снижен.
При недостатке в пище витамина С человек быстро утомляется, страдает бессонницей, теряет аппетит; при длительной недостаточности возможна цинга, нарушения обмена углеводов, липидов и т.д.[2].
Цель нашего исследования: рассчитать содержание витамина С в рационе школьника.
2. Литературный обзор
2.1. История открытия витамина С
Цинга, возникающая у человека при недостаточном содержании в пищевом рационе свежих овощей и фруктов, описана 300 лет назад. Это заболевание называемое также скорбутом, привлекло внимание врачей со времени проведения длительных морских плаваний и северных экспедиций. Во время морской экспедиции на о. Ньюфаундленд в 1535 г. под руководством Жака Корьтье весь экипаж заболел цингой и многие погибли. В последующие годы накопились наблюдения, которые показали необходимость потребления свежих фруктов, ягод, зелени для сохранения здоровья. В фундаментальном курсе Пашутина по общей и экспериментальной патологии впервые представлена обширная сводка данных о патолого-анатомической картине цинги, условиях возникновения этого заболевания и путях его предупреждения и лечения. К концу XIX столетия было ясно, что цинга – болезнь, которая возникает не от токсического действия консервированных продуктов питания, а от недостатка в диете определенного состава веществ, имеющихся в свежих овощах, зелени, фруктах. Установлено, что организм человека не способен синтезировать эти вещества. Но лишь в 30-х годах ХХ столетия удалось расшифровать химическую структуру этого пищевого фактора. Антицинготный фактор получил наименование витамин С. Он отличался большой неустойчивостью и разлагался при нагревании, в щелочной среде, кислородом воздуха, окислительными ферментами. В 1918 г. удалось получить витамин С в кристаллическом виде из лимонного сока и капусты, а в 1927 г. из красного перца[5].
Венгерский ученый Сент Гиорги, работавший в Кембриджском университете установил, что витамин С является гексуроновой кислотой. В связи с физиологическим действием витамина С он получил новое название – аскорбиновая кислота. Структуру этого витамина почти одновременно расшифровали английские ученые Эйлер и Хирст, немецкий исследователь Михель, а также американский химик Каррер. Строение витамина было подтверждено его синтезом. Первый синтез был осуществлен в 1932 г. Рейхштейном и независимо от него – Хирстом и Хеуорзсом [2].
2.2. Химическое строение
Витамин С имеет эмпирическую формулу С6Н8О6. Строение молекулы витамина С характеризуется в соответствии с проекционными формулами Толленса (I) и Хеуорза (II).
Витамин С в соответствии с его структурой имеет следующие наименования: g-лактон 2,3-диенол-L-гулоновой кислоты или 4-лактон L-трео-2,3,4,5,6-пентогидрокси-2-гексеновой кислоты.
Аскорбиновая кислота (АК) быстро и обратимо окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты (ДАК), имеющей эмпирическую формулу С6Н6О6. В связи с обратимостью этого процесса ДАК обладает антицинготным эффектом и рассматривается часто как вторая форма витамина С, имеет следующее название – g-лактон 2,3-дикето-L-гулоновой кислоты.
2.3. Физико-химические свойства
Аскорбиновая и дегидроаскорбиновая кислоты резко различны по своим физико-химическим свойствам.
Первая кристаллизуется из водного раствора в виде кристаллов с температурой плавления 1920. Молекула витамина С имеет два ассимметрических углеродных атома и обладает оптической активностью, может реагировать как двухосновная кислота. Дегидроаскорбиновая кислота имеет температуру плавления 237-240 0С (с разложением), растворима в воде, не имеет кислого вкуса.
Аскорбиновая кислота не растворима в эфире, слабо растворима в этиловом спирте, хорошо растворима в воде, водные растворы имеют кислый вкус. Аскорбиновая кислота устойчива к действию света при хранении в сухом кристаллическом виде и постепенно разрушается в водных растворах, особенно быстро идет ее распад при нагревании в присутствии кислорода воздуха.
2.4. Биосинтез
Аскорбиновая кислота синтезируется растениями и большинством животных. Исключение составляют человек, обезьяны, морские свинки, некоторые птицы из семейства воробьиных и отдельные виды летучих мышей, в тканях которых не происходит синтеза этого витамина. Биосинтез аскорбиновой кислоты осуществляется из a-D-глюкозы, по схеме: a-D-глюкоза®D-глюкороновая кислота®a-гулоновая кислота®a-аскорбиновая кислота, из D-галактозы по следующей цепи реакции: D-галактоза®D-галактуроновая кислота®a-галактоновая кислота®a-аскорбиновая кислота.
2.5. Биохимические функции
Главным свойством аскорбиновой кислоты является ее окислительно-восстановительная функция, т.е. способность окисляться и восстанавливаться. В теле животных, в растениях наряду с восстановленной формой аскорбиновой кислоты всегда обнаруживается дегидроаскорбиновая кислота (ДАК). Но это свойство АК не единственное. Доказано, что витамин С также принимает участие в метаболизме тирозина. Установлено, что для образования коллагена необходим витамин С, а в его отсутствии синтезируется нефибриллярный коллаген, кроме того аскорбиновая кислота необходима для гидроксилирования пролина, а также лизина.
Аскорбиновая кислота оказывает различное действие на ферменты. Ряд ферментов активизируется витамином С, к числу таких катализаторов относится аргиназа, папаин, печеночная эстераза, каталаза. Для других ферментов аскорбиновая кислота оказывается ингибитором, например, для уреазы, b-амилазы. Действие АК связано с наличием ионов металлов в реакционной среде. АК не оказывает действия на ферменты, если отсутствует в их молекуле ионы металлов.
Аскорбиновая кислота наряду с АТФ необходима для осуществления транспорта железа плазмы и включения его в состав тканевого ферритина. Витамин С может функционировать и в качестве кофермента [2].
2.6. Авитаминоз
При недостатке в пище витамина С возникает состояние гиповитаминоза: человек быстро утомляется, сонлив, страдает бессонницей. Наблюдается потеря аппетита, боли в различных частях тела. При длительном периоде недостаточности аскорбиновой кислоты развивается цинга: кровоточат десны, выпадают зубы, наблюдается повышенная хрупкость костей, костные переломы. Происходят патологические изменения мышц – атрофия, процессы некроза. Нарушаются функции центральной нервной системы. При цинге пораженными оказываются многие ткани: соединительная, хрящевая, эластическая, костная, эндотелий сосудов, дентин зубов. Повреждается функция желез, печени, почек. В основе этих признаков С-авитаминоза лежат нарушения белкового обмена, метаболизма аминокислот (теразина, пролина, лизина), синтеза коллагена, эластина. Изменяется обмен углеводов, понижается активность ряда ферментов. При авитаминозе С нарушен также обмен липидов [2].
2.7. Потребность и распространение в природе
Суточная потребность человека в витамине С составляет около 50-75 мг в сутки, по некоторым данным от 48 до 108 мг в сутки [2]. Ряд авторов [3] показывают, что применение более высоких доз аскорбиновой кислоты оказывает благотворное действие на организм взрослого человека и детей. Особенно значительный эффект применения массивных доз витамина С был отмечен при простуде и некоторых других заболеваниях. Это исследование витамина С проводил известный физико-химик Лайнус Полинг. Он отметил, что прием очень высоких доз витамина С (2-3 г и более в сутки) оказывает профилактический эффект в отношении простудных заболеваний и задерживает развитие злокачественных опухолей. Но некоторые ученые доказывают, что высокие дозы аскорбиновой кислоты могут оказать неблагоприятный эффект на некоторые функции организма (нарушение процесса оплодотворения, повышенная свертываемость крови и т.д.).
Источником витамина С являются свежие фрукты, овощи, зелень. Продукты животного происхождения отличаются более низким содержанием витамина С.
3.Экспериментальная часть
3.1 Питание детей в гимназии № 48
В гимназии №48 для питания детей и сотрудников есть столовая на 50 мест. Если дети учатся в первую смену, то они завтракают дома, а в гимназии получают второй завтрак. Обучающиеся, занимающиеся во вторую смену, завтракают и обедают дома, а в гимназии получают полдник. Дети начальной школы питаются два раза в день. Стоимость завтраков и обедов дифференцирована и составляет 25-30 руб.
Столовая работает строго по плановому, цикличному меню, которое разрабатывается на 10 дней технологами МУ «Комбинат питания». Меню составляется с учетом суточной потребности детского организма в пищевых веществах и других компонентах продуктов, которой нужно обеспечить за время пребывания в гимназии. Блюда не повторяются в течение 10 дней. Меню на 10 дней дано в приложении. Нами рассчитано ежедневное содержание витамина С в рационе и проведено экспериментальное его определение в некоторых напитках [1]. Для расчета использовались справочные данные [4,6]
Как следует из результатов исследования, указанных в приложении, в рационе школьника присутствует витамин С, но его содержание сильно различается. Например, в меню возрастной группы от 6-10 лет минимальное содержание составляет 0,5 мг, максимальное содержание-51мг, а в меню возрастной группы от 11-14 лет, минимальное содержание равно 5,7 мг, а максимальное-60,5 мг Норма потребления витамина С для школьников составляет 70-75мг, минимальная ежедневная доза витамина С равна 20мг. В меню младшей возрастной группы в течении 6 дней из 10, а в меню старшей - в течении 1 дня из 10, содержание витамина С ниже минимального потребления. Что указывает на то, что при составлении меню мало внимания уделяется содержанию витамина С в рационе школьников. Достаточно высокое содержание витамина С достигается, за счет включения в меню витаминизированных напитков, таких как напиток из шиповника, витаминизированный кисель, напиток «Золотой шар». Несмотря на это, причины несбалансированности по витамину С видятся в следующем: очень мало используется свежих овощей, фруктов и зелени; продукты подвергаются тепловой обработке в кипящем бульоне, что резко приводит к снижению содержания витамина С в пище; недостаточное разнообразие продуктов питания.
4. Выводы и рекомендации
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1. В рационе школьника содержится витамин С, но его содержание сильно различается.
2. В меню возрастной группы от 6-10 лет минимальное содержание составляет 0,5 мг, максимальное содержание-51мг, а в меню возрастной группы от 11-14 лет, минимальное содержание равно 5,7 мг, а максимальное-60,5 мг.
3. При составлении меню недостаточное внимание уделяется содержанию витамина С в рационе школьников.
4. Достаточно высокое содержание витамина С достигается, за счет включения в меню витаминизированных напитков.
5. Очень мало используется свежих овощей, фруктов и зелени в питании обучающихся.
На основании сделанных выводов можно дать следующие рекомендации:
- Включать в рацион школьников больше продуктов с повышенным содержанием витамина С, таких как свежие овощи и фрукты.
- Соблюдать правила приготовления пищи, позволяющие лучше сохранить аскорбиновую кислоту.
- Родителям уделять повышенное внимание содержанию витамина С в питании ребенка.
(Таблица "Содержание витамина С в рационе обучающихся в гимназии № 48" находится в Приложении 1)
Литература
1. ГОСТ 24556-89 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина С
2. Колотилова А.И., Глушанков Е.П. Витамины. Химия, биология и физиологическая роль. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1976.
3. Мардашов Ю.С. Лайнус Полинг – великий ученый тысячелетия. Химия в школе, №5, 2001.
4. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Всё о пище с точки зрения химика: Справ. Издание. – М.: Высш. Шк. 1991. -288с.
5. Химическая энциклопедия. М; Советская энциклопедия. – 1988.
6. Химический состав пищевых продуктов. Том 2. Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов и углеводов. Под ред. И.М. Скурихина и М.Н. Волгарева.- М.: Агропромиздат, 1987.