UTILIZAREA DIGESTIVA A HRANEI

In acoperirea nevoilor metabolice trebuie tinut seama nu numai de valoarea nutritiva a mancarurilor ingerate, ci si de soarta acestora in tractul digestiv, unde ele sunt supuse mai intai, la o prelucrare mecanica, apoi la un tratament chimic din ce in ce mai energic.

Intrucat la metabolism participa numai trofinele care s-au absorbit, valoarea nutritiva a produselor ingerate depinde in ultima analiza de eficacitatea digestiei si a absorbtiei.

Din punctul de vedere al bilantului nutritiv, rezultatul digestiei si al absorbtiei se evalueaza prin stabilirea raportului intre cantitatea de trofine ingerate si cele eliminate prin fecale, adica prin determinare a coeficientului de utilizare digestiva (C. U. D. ). Acesta reprezinta procentul de trofina absorbita din cantitatea continuta in hrana ingerata, conform formulei:

Factori de variatie

Transformarile suferite de alimentele care intra in tractul digestiv si eficienta digestiei depind pe de o parte de capacitatea organismului de a raspunde la actiunea stimulilor furnizati de hrana, pe de alta parte de proprietatile organoleptice ale mancarurilor si de natura chimica a produselor alimentare.

Starea fiziologica a organismului

Tineretea, miscarea, viata in aer liber, sarcina si lactatia, intensificand metabolismul general ridica potentialul reactor al organismului si maresc coeficientul de utilizare digestiva a trofinelor aflate in hrana ingerata. Sanatatea, buna dispozitie si ambianta agreabila se insotesc in reactii digestive prompte si eficiente; in schimb oboseala, preocuparile, supararile, emotiile, mediul extern dezagreabil si activitatea musculara curand dupa masa deprima secretia si reduc utilizarea digestiva a produselor alimentare. Durerea si boala reduc coeficientul de utilizare digestiva.

Importanta proprietatilor organoleptice ale mancarurilor

Produsele alimentare actioneaza asupra organismului inainte de a fi ingerata. Vederea, mirosul sau chiar numai amintirea senzatiilor furnizate de o mancare placuta declanseaza secretia sucurilor digestive ('a lasa gura apa') si aceasta se intensifica dupa introducerea alimentelor in cavitatea bucala.

Efectul obiceiurilor alimentare

Folosind timp indelungat aceleasi produse alimentare sau mancaruri, proprietatile organoleptice ale acestora devin excitanti ai secretiei si activitatea sucurilor digestive se adapteaza la compozitia hranei. Gratie acestui proces de adaptare, utilizarea digestiva a trofinelor din hrana corespunzatoare deprinderilor alimentare ale consumatorului este mult mai buna, decat in cazul folosirii unor produse sau mancaruri noi.

Cantitatea de hrana ingerata

Cand cantitatea de hrana ingerata deodata este mica, hidroliza este mai completa si coeficientul de utilizare digestiva a trofinelor furnizate de ea creste. Dimpotriva, ingerarea unor cantitati mari de mancare la aceeasi masa, micsorand eficienta digestiva, ridica procentul pierderilor de material nutritiv prin fecale.

Natura alimentelor

Coeficientul de utilizare digestiva difera de la o trofina la alta si pentru aceeasi trofina, el variaza in functie de natura alimentului si a mediului chimic, in care acesta se gaseste. In general, produsele de origine animala au un coeficient de utilizare digestiva mai ridicat decat cele de origine vegetala, mai ales daca acestea sunt consumate in stare cruda. Prezenta materialului fibros (lignina, celuloza, pentozani) face sa creasca procentul pierderilor de material nutritiv prin fecale. Raportat la substanta uscata din hrana ingerata, reziduul nefolosit si ajuns in fecale este de 4-8% pentru alimentele de origine animala (lapte, carne, oua) si pentru cele de origine vegetala sarace in celuloza (faina fina, orez decorticat, cartofi etc.), dar ajunge la 10-20% pentru produsele vegetale bogate in material celulozic (faina integrala, leguminoase uscate, gulii etc.).

1.1. Coeficientul de utilizare digestiva a trofinelor calorigene (protide, lipide, glucide, etc. )

Coeficientul de utilizare a protidelor de origine animala este de 93-98%, iar cel al protidelor vegetale variaza intre 68-88%, fiind cu atat mai redus cu cat alimentul este mai bogat in substante nedigerabile. Protidele neabsorbite sunt descompuse de microorganismele care populeaza intestinul gros dand nastere la substante iritante (oxiacizi, fenoli, indol, scatol, diferite amine etc.) al caror exces poate genera sau intretine imbolnavirea acestui segment al tractului digestiv (colita de putrefactie). Cum aportul de material azotat nu poate fi micsorat, in aceste stari trebuie ridicata proportia de proteine animale, iar produsele de origine vegetala vor fi cat mai fin prelucrate si mai saracite in material fibros.

1.1.1. Coeficientul de utilizare digestiva a grasimilor si a glucidelor

C. U. D. al grasimilor este cu atat mai ridicat cu cat ele sunt mai fin dispersate si cu cat continutul lor in acizi grasi nesaturati si mai ales polinesaturati este mai mare. Grasimile emulsionate (din lapte, oua) uleiurile si grasimile, al caror punct de topire este inferior temperaturii corpului (unt, untura de porc sau de pasare)se absorb in proportie mai mare (92-97%) decat acelea al caror punct de topire este deasupra temperaturii corpului (88-97%).

Glucidele cu molecula mica (dulciurile), daca nu sunt ingerate in cantitate prea mare, se absorb repede si in proportie de aproape 100%, provocand cresterea glicemiei, insa daca nivelul acesteia este foarte ridicat, coeficientul de utilizare digestiva al glucidelor este mai redus. Desi in general amidonul fiert se digera si se absoarbe in proportie de 94-98%, totusi cel furnizat de leguminoasele uscate au un coeficient de utilizare digestiva ceva mai mic. In caz de insuficienta pancreatica digestia si absorbtia amidonului se micsoreaza si cantitatea aparuta in fecale creste.

Analiza: Paltin argintiu - specie nerezistenta la seceta, dar rezistenta la geruri Analiza: Porumbarul (Prunus spinosa)

1.1.2. Coeficientul de utilizare digestiva a elementelor minerale

Absorbtia acestor trofine variaza mult in functie de natura lor si de mediul chimic din tractul gastro-intestinal. Pe cand sarurile elementelor monovalente (Na, K, Cl, I) au un coeficient de utilizare digestiva ridicat, absorbtia calciului , fierului, magneziului si in parte a fosforului este mai redusa, fiind influentata de mai multi factori.

Calciu, magneziu si fosfor Absorbtia calciului, magneziului si a fosforului scade cand raportul dintre aceste elemente este dezechilibrat.

Grasimile in exces reduc coeficientul de utilizare digestiva a calciului si a magneziului. S-a constatat ca grasimile bogate in acid stearic, care se digera mai greu, au un efect mai pronuntat decat grasimile cu punct de topire scazut, iar cercetarile pe animale au aratat ca acidul stearic reduce absorbtia calciului in mult mai mare masura decat ceilalti acizi grasi. Excesul de grasimi, mai ales al celor cu punct de topire ridicat, ca si scaderea patologica a coeficientului lor de utilizare digestiva (deficit de lipaza sau de bila), se insotesc de cresterea cantitatii de calciu pierdut prin fierbere. Pentru minimizarea pierderilor se recomanda ca raportul dintre aceste trofine in ratia celor care au nevoi mari de calciu (copii, femei in perioada maternitatii, etc.)sa nu depaseasca 40 - 45 %, ceea ce inseamna max. 45 g lipide pentru un g de calciu.

Alimentele contin insa si factori care favorizeaza absorbtia calciului. Printre acestia cei mai bine studiati sunt vitamina D, lactoza si protidele.

Experientele efectuate pe om si animale au evidentiat ca vitamina D mareste coeficientul de utilizare digestiva a calciului.

In experiente pe sobolani s-a constatat ca lactoza mareste coeficientul de utilizare digestiva a calciului la o jumatate de ora dupa ingestia acesteia. In prezenta lactozei absorbtia radiocalciului a fost mai mare de 2,5 ori decat in lipsa ei. Ea nu este activa insa decat daca se administreaza oral o data cu calciul.

Protidele maresc atat absorbtia cat si retentia de Ca si de Mg. Cercetari efectuate pe om Au demonstrat ca prin majorarea ratiei de proteine de la 45 - 70 g la 100 - 130 g, coeficientul de utilizare digestiva a calciului a crescut de la 5 la 15%, iar acela al magneziului de la 32 la 41%.

Fierul. Acest element se absoarbe sub forma de ion feros. In alimente fierul se gaseste sub forma trivalenta, iar pentru ca absorbtia sa aiba loc este necesar ca ionul trivalent sa fie redus la forma bivalenta. Aceasta convertire se face cu ajutorul acidului clorhidric si a substantelor reducatoare din hrana.

Sub influenta aciditatii sucului gastric, o parte din fierul alimentar este eliberat din complexele organice si transformat in ioni ferosi. In timp ce ionizarea fierului bivalent se poate realiza si in cazul unei aciditati mai reduse (pH 4,5 - 6,5), pentru ionizarea fierului trivalent este nevoie de o concentratie mai mare de HCl in sucul gastric si ea nu este completa oricat de mare ar fi aciditatea acestui suc.

Vitamina C si alte substante din alimente (tocoferol, tioaminoacizi), contribuind la reducerea fierului trivalent amelioreaza utilizarea digestiva a acestui element. Coeficientul de utilizare digestiva a fierului variaza intre 5 si 20%, insa cand nevoia de fier este mai mare, (copii, femei in perioada maternitatii) si conditiile de absorbtie sunt optime, acest coeficient se poate ridica pana la 30 - 35%. Astfel, absorbtia fierului in ultimele 3 luni de sarcina normala este de 3 ori mai mare ca in primele 3 luni de sarcina.

1.1.3. Coeficientul de utilizare digestiva a vitaminelor

Absorbtia vitaminelor liposolubile A, D, E, K este conditionata de prezenta sarurilor biliare si a grasimilor. Suprimarea bilei din intestin (fistula biliara, obstructie cu comprimarea canalului coledoc) impiedica absorbtia acestor vitamine. Grasimile maresc coeficientul de utilizare digestiva a majoritatii vitaminelor liposolubile. Absorbtia vitaminelor liposolubile este cu atat mai buna cu cat dispersia lor este mai fina.

Absorbtia vitaminelor hidrosolubile presupune prezenta acidului clorhidric. In lipsa aciditatii din stomac se pierde o parte din vitaminele hidrosolubile. La persoanele sanatoase acidul ascorbic se absoarbe in proportie de 85-99%, tiamina in proportie de 10%. Absorbtia vitaminei B₁₂ este foarte redusa si, in caz de achilie gastrica ea este nula, aproape toata cantitatea ingerata aparand in fecale. Afectiunile digestive si in special diareea micsoreaza considerabil utilizarea digestiva a vitaminelor hidrosolubile.

1.2. Ridicarea coeficientului de utilizare digestiva

Pentru ameliorarea digestiei si absorbtiei se recomanda respectarea urmatoarelor reguli:

- pregatirea de mancaruri cat mai variate si prezentate cat mai ingrijit (sufragerie luminoasa, ambianta agreabila, fata de masa si tacamuri curate, flori, muzica distractiva, anturaj vesel etc. );

- repartizarea ratiei zilnice in 3-4 mese, cu respectarea orelor de masa si evitarea consumului de alimente intre mese;

- se va manca incet si se va mesteca bine, intrucat masticatia si insalivarea bolului alimentar exercita o influenta deosebita asupra evolutiei digestive, alimentele bine mestecate fiind in parte ca si digerate;

- evitarea ingerarii unei cantitati prea mari dintr-o mancare, mai ales daca aceasta este bogata in grasimi;

- in timpul mesei se va cauta prilej de buna dispozitie, evitand preocuparile si, in caz de oboseala sau suparare, se va consuma o mancare usoara (de preferat lichide) si in cantitate mica;

- reducerea cantitatii de apa consumata in timpul mesei (mai ales cand consistenta mancarurilor este fluida, intrucat excesul dilueaza sucurile digestive;

- consumarea la fiecare masa a cel putin o mancare sau bautura calda;

- daca este necesara, fortificarea meniului cu vitamine sintetice si pentru ca acestea sa fie mai bine utilizate, trebuie administrate in timpul sau la finele mesei;

- evitarea efortului timp de 1-2 ore dupa masa, daca somnul reduce activitatea digestiva, repausul clinostatic timp de 30-60 de minute o favorizeaza.

9.4 Calcularea Valorii Energetice/Calorice a produselor alimentare

Valoare Energetica (VE) a alimentelor se calculeaza ca Valoarea Energetica Bruta = suma energiei calorice eliberate de proteine, glucide respectiv lipide - (trofine/nutrienti calorigene)  exprimata in kcal/100 g produs.

Metoda gradului de acoperire = pentru determinarea valorii energetice si biologice
Determinarea Valorii Nutritive (VN) = evidentierea raportului dintre necesarul de nutrienti si potentialul nutritiv din 100 g produs.

Pentru determinarea VE este necesara:
- reteta produsului alimentar, materii prime, randamentul pe unitatea de produs;
- compozitia chimica a fiecarui component al retelei
- gradul mediu de asimilare a principalelor substante din produsul finit sau din materia prima;
- coeficientii calorici pentru principalele grupe de substante nutritive (4.1 kcal/g proteine si glucide; 9.3 kcal/g pentru lipide);
- necesarul zilnic de energie si substante nutritive pe grupe de populatie;
- eventualele pierderi cantitative in timpul fabricatiei sau inactivari ale unor substante nutritive.

Determinarea VE:
1. calcularea compozitiei chimice medii a unei unitati de produs pe baza retetei, a raportului parte comestibila/parte necomestibila si a scazamintelor acordate la materiile prime introduce in retete

- Determinarea VE: cantitatea totala de trofine/nutrienti se calculeaza astfel:
Proteine: P = suma Pxi
Glucide: G= suma Gxi
Lipide: L= suma Lxi
xi - competentele retelei, i=1-n

Qb - valoarea energetica bruta
Qb = (4.1 xP) + (4.1 x G) + (9.3 x L)

Qn - valoarea energetica neta
Qn = (4,1xPxkp)+(4.1xGxkg)+(9.3xLxkl)

kp, kg, kl - coeficientii de asimilare a celor trei trofine

Gradul de acoperire a necesarului energetic se determina prin raportarea valorii energetice nete la necesarul energetic al grupei de consumatori.
Gq=Qn/Nx100
Gq=gradul de acoperire a necesarului energetic
Qn- valoarea energetica neta
N-necesarul energetic

Verificarea proportiei intre principalele principii nutritive se poate calcula separat gradul de acoperire a necesarului pentru fiecare dintre acestea:
GP= P/Nn x 100
Gg= G/Ng x100
GL = L/NL x 100

Determinarea valorii biologice (VB)
Valoarea biologica (VB) reprezinta sumarea aportului de proteine de origine animala (principalele furnizoare de aa esentiali), vitamine si elemnete minerale
Determinarea gradului de acoperire se raporteaza potentialul de proteine animale, vitamine si substante minerale la necesarul zilnic recomandat pt grupa de consumatori

Metode VN 10 de cuantificare a valorii nutritive
VN - valoarea nutritiva a 10 componente
VN10= 1/10 (Pr x b x kpr x 100/dpr + L x b x kl x 100/dl + G x b x kg x 100/dg + Ca x b x kCa x 100/dCa + P x b x kP x 100/dP + Fe x b x KFe x 100/dFe + A x b x kA x 100/dA + B1 x b x kB1 x 100/dB1 + B2 x b x kB2 x 100/dB2 + C x b x kC x 100/dC)

Pr, L, G - continutrul in proteine, lipide, glucide al produsului
Ca, P, Fe - continutul in Calciu, fosfor si fier al produsului
A, B1, B2, C - continutul in vitamina A, B1, B2 si C al produsului
k - coeficientul de utilizare digestiva a componentelor
b - coeficientul valorii biologice a proteinelor
d - necesarul zilnic pentru fiecare component

VN10 = 1/10 (Pr x FPr + L x FL + G x FG + Ca x FCa + P x FP + Fe x FFe + A x FA + B1 x FB1 + B2 x FB2 + C x FC)

Valorea VN10 semnifica participarea alimentului la metabolismul a organismului uman.
BIBLIOGRAFIE SELECTIVA

1.       Bazele alimentatiei, I Gontea, 1963,

2.       Valoarea nutritiva a produselor agroalimentare, R Segal, B Segal, 1983;

3.       Nutritional Biotechnology in the Feed and Food Industry, TP Lyons, KA Jacques, 2005;

4.       Elemente de Toxicologie Alimentara, C Laslo, TipoAgronomia, 1995

5.       Curs de Nutritie Umana, C Laslo, TipoAGronomia, 1995

6.       Food Authenticity and Traceability, M Lees, 2003

7.       Genomes, TA Brown, 2nd Edition, 2002

8.       Genes, B Lewin, 2000

9.       Cell and Molecular Biology, G Karp, 2nd Edition, 1999

10.     Biochemistry, M Berg, 5th Edition

11.     Proteomics in nutrition research, principles, technologies and applications, D Fuchs, British Journal of Nutrition (2005), 94, 302-314;

12.     Principles of Proteomics , R. M. Twyman, BIOS Scientific Publ; 1 edition (September 24, 2004)

13.     Proteomics Today: Protein Assessment and Biomarkers Using Mass Spectrometry, 2D Electrophoresis,and Microarray Technology (Wiley - Interscience Series on Mass Spectrometry), MH Hadman, Wiley-Interscience (February 11, 2005)

14.     Marutoiu C-tin, Maria Tofana, Analiza micotoxinelor, Ed.Napoca Star, Cluj-Napoca, 2001.

15.     Tofana Maria, Aditivii alimentari si conservabilitatea,Editura AcademicPres, Cluj-Napoca, 2003.

16.     Socaciu Carmen, Curs de chimie alimentara si aditivi alimentari, Cluj-Napoca, 1997.

17.     Brad Segal, Constanta Balint, Procedee de imbunatatire a calitatii si stabilitatii produselor alimentare, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1982.

18.     Banu,C., Preda,N., Vasu,S., Produsele alimentare si inocuitatea lor, Ed.Tehnica Bucuresti, 1982.

19.     B Segal, G Popa, Toxicologia produselor alimentare, Ed Academiei, 1986

20.     Mincu, I., 1978, Alimentatia rationala a omului sanatos.Ed. Medicala, Bucuresti

21.     Mincu, I., Segal, B., Elena Popa, Rodica Segal, 1989, Orientari actuale in nutritie. Ed. Medicala, Bucuresti

22.     Gontea, I., 1971, Alimentatia rationala a omului. Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti.

23.     Neamtu, G. 1996, Substantele naturale biologic active. Vitaminele. Ed. Ceres, Bucuresti

24.     Neamtu, G.,1997, Biochimie alimentara. Ed. Ceres, Bucuresti

25.     Segal Rodica, Vasile, Gh., Segal, B., Teodoru, V., 1983, Valoarea nutritiva a produselor alimentare. Ed. Ceres, Bucuresti