Elementos minerales.doc
Minerales1. El papel de los elementos minerales en el cuerpo humano 1.
2. Macroelementos, sus características.
3. Microelementos, sus características.
4. Efecto del procesamiento tecnológico
Sobre la composición mineral de los productos alimenticios.
5. Métodos para determinar minerales.
1. El papel de los elementos minerales en el cuerpo humano.
Muchos elementos en forma de sales minerales, iones, compuestos complejos y sustancias orgánicas forman parte de la materia viva y son nutrientes esenciales que deben consumirse diariamente en los alimentos. El contenido de minerales en los productos alimenticios básicos se muestra en la tabla. 5.1.
¿Cómo determinar la falta de magnesio en el organismo?
El primer signo de metales significativos es la reversión de los síntomas y la restauración del crecimiento óptimo en el ganado. Con el tiempo, la investigación bioquímica condujo al aislamiento de enzimas que requerían iones metálicos para funcionar, y poco después estas enzimas específicas pudieron asociarse con síntomas de deficiencia.
Cambios en el sistema digestivo.
Las interacciones con iones metálicos se han considerado dañinas y valiosas para el sistema. Por ejemplo, un estudio inicial encontró que el cobre potenciaba los efectos del hierro para aliviar la anemia en ratas de laboratorio alimentadas con una dieta a base de leche; Esta observación se repitió en pollos y cerdos y pronto atrajo la atención de los médicos, que adoptaron un protocolo bimetálico similar para tratar a los seres humanos anémicos. Con la llegada de las dietas semipurificadas, la ciencia de la nutrición se acercó al umbral de importantes descubrimientos sobre el papel de los elementos minerales esenciales.
De acuerdo con la recomendación de la Comisión Dietética de la Academia Nacional de EE. UU., la ingesta diaria de elementos químicos de los alimentos debe estar en un cierto nivel (Tabla 5.2). Todos los días se debe excretar del cuerpo la misma cantidad de elementos químicos, ya que su contenido es relativamente constante.
Los cofactores minerales contienen un gran grupo de sustancias inorgánicas con mayoría de iones metálicos. El campo de iones metálicos incluye macrometales, iones metálicos traza y metaloides. Al buscar el motivo de su necesidad, debemos comprender que los iones metálicos son adecuados para realizar reacciones químicas peligrosas en las superficies de las enzimas, reacciones que podrían dañar las cadenas laterales de aminoácidos orgánicos más sensibles de la enzima. Por ejemplo, los metales redox como el hierro, el manganeso y el cobre pueden aceptar electrones en su estructura, retenerlos temporalmente y luego transferirlos al oxígeno para formar agua como una forma de eliminar el electrón de forma segura.
El papel de los minerales en el cuerpo humano es muy diverso, a pesar de que no son un componente esencial de la nutrición. Las sustancias minerales están contenidas en el protoplasma y los fluidos biológicos y desempeñan un papel importante a la hora de garantizar una presión osmótica constante, que es una condición necesaria para el funcionamiento normal de las células y los tejidos. Forman parte de compuestos orgánicos complejos (por ejemplo, hemoglobina, hormonas, enzimas) y son un material plástico para la formación de huesos y tejido dental. En forma de iones, los minerales participan en la transmisión de los impulsos nerviosos, aseguran la coagulación de la sangre y otros procesos fisiológicos del cuerpo.
En esencia, hay que tener en cuenta que el cofactor metálico amplía el repertorio de funciones catalíticas disponibles y es realizado por enzimas. Las enzimas que dependen de iones metálicos como cofactores se dividen en 2 categorías: enzimas activadas por metales y metaloenzimas. Como sugiere el nombre, las enzimas activadas por metales son estimuladas a una mayor actividad catalítica por la presencia de un ion metálico mono o divalente en el exterior de la proteína. El metal puede activar el sustrato, unirse a la enzima directamente o entrar en equilibrio con la enzima utilizando su carga iónica para obtener un enlace más favorable con el sustrato o un mejor entorno catalítico.
Dependiendo de la cantidad de minerales en el cuerpo humano y de los productos alimenticios, se dividen en macro- Y microelementos. Entonces, si la fracción de masa de un elemento en el cuerpo excede el 10-2%, entonces debe considerarse un macroelemento. La proporción de microelementos en el cuerpo es 10 -3 -10 -5%. Si el contenido de un elemento es inferior al 10-5%, se considera un ultramicroelemento. Los macroelementos incluyen potasio, sodio, calcio, magnesio, fósforo, cloro y azufre. Están contenidos en cantidades medidas en cientos y decenas de miligramos por 100 g de tejido o producto alimenticio. Los microelementos forman parte de los tejidos del organismo en concentraciones expresadas en décimas, centésimas y milésimas de miligramo y son necesarios para su normal funcionamiento. Los microelementos se dividen convencionalmente en dos grupos: los absolutamente o vitalmente necesarios (cobalto, hierro, cobre, zinc, manganeso, yodo, bromo, flúor) y los llamados probablemente esenciales (aluminio, estroncio, molibdeno, selenio, níquel, vanadio y algunos otros). Los microelementos se consideran vitales si su ausencia o deficiencia altera el funcionamiento normal del cuerpo.
La distribución de los microelementos en el organismo depende de sus propiedades químicas y es muy diversa. El hierro, por ejemplo, es un componente de la hemoglobina, la mioglobina y otros pigmentos respiratorios, es decir, sustancias involucradas en la absorción y transporte de oxígeno a todos los tejidos del cuerpo; Los átomos de cobre están incluidos en el centro activo de varias enzimas, etc.
Por lo tanto, las enzimas activadas por metales requieren que el metal esté presente en exceso, quizás entre 2 y 10 veces la concentración de la enzima. Debido a que el metal no puede unirse de una manera más permanente, las enzimas activadas por metales normalmente pierden actividad durante la purificación.
Las metaloenzimas, por el contrario, tienen un cofactor metálico estrechamente unido a una región específica de la superficie de la proteína. Con algunas excepciones, los metales traza entran en escena como cofactores de las metaloenzimas. La fuerte unión hace imposible la pérdida del ión metálico por diálisis o la pérdida por agentes disociativos débiles. Las metaloenzimas, sin embargo, pueden perder su cofactor metálico y volverse inactivas cuando se tratan con quelantes metálicos, que tienen una afinidad de unión más fuerte que la enzima y superan el ión metálico de la proteína enzimática.
El efecto de los microelementos también puede ser indirecto, a través de su influencia sobre la intensidad o la naturaleza del metabolismo. Así, algunos microelementos (por ejemplo, manganeso, zinc, yodo) afectan el crecimiento y su ingesta insuficiente de los alimentos inhibe el desarrollo físico normal del niño. Otros microelementos (por ejemplo, molibdeno, cobre, manganeso) participan en la función reproductiva y su deficiencia en el cuerpo afecta negativamente este aspecto de la vida humana.
Como grupos protésicos, los metales de las metaloenzimas tienen una relación estequiométrica, representada por un integrador completo. Las metaloenzimas rara vez se preparan para aumentar la actividad agregando su ión metálico conjugado a la enzima. La geometría espacial también es una preocupación: los metales en la primera serie de transitorios deben adherirse a configuraciones geométricas estrictas alrededor del sitio de unión del metal.
A excepción de aquellas con zinc, las enzimas con metales de la primera serie de transitorios tienden a ser muy brillantes; por ejemplo, el color rojo de la hemoglobina o el color azul de la ceruloplasmina unida al cobre. La mayoría de las enzimas del hierro combinan el hierro como hemo o como una disposición especial de hierro con grupos de azufre conocidos como centros hierro-azufre. El hierro del hemo muestra una gran similitud con los iones de magnesio de la clorofila. Cheme, que es básicamente un sistema de anillos de porfirina con hierro ubicado en el centro, es la forma más común de hierro en las proteínas biológicas.
Los minerales más deficientes en la dieta humana moderna incluyen el calcio y el hierro, y los minerales más abundantes son el sodio y el fósforo.
La deficiencia o el exceso de cualquier sustancia mineral en la dieta provoca una alteración en el metabolismo de proteínas, grasas, carbohidratos y vitaminas, lo que conduce al desarrollo de una serie de enfermedades. A continuación se detallan los síntomas característicos (típicos) de una deficiencia de diversos elementos químicos en el cuerpo humano: La consecuencia más común de una discrepancia en la cantidad de calcio y fósforo en la dieta es la caries dental y la pérdida ósea. Si falta flúor en el agua potable, se destruye el esmalte dental y la deficiencia de yodo en los alimentos y el agua provoca enfermedades de la glándula tiroides. Por tanto, los minerales son muy importantes para la eliminación y prevención de diversas enfermedades.
Conexiones más comunes
Como componente de los centros de hierro-azufre, el hierro se presenta en varios patrones grupales con residuos de cisteína en enzimas que proporcionan un contacto más directo con la proteína. El hierro en estos sitios se une a sustratos y también transfiere electrones y participa en reacciones que incluyen deshidratación y reordenamiento. Las enzimas con centros de hierro-azufre incluyen xantina oxidasa, succinato deshidrogenasa, aconitasa y ácido nítrico.
Esta disposición permite a la enzima eliminar un átomo de hidrógeno de un enlace C-H muy estable. Un no metal puede reemplazar al hierro en estos complejos. Las enzimas con un grupo hemo suelen ser de color marrón rojizo. El color motivó el interés inicial por estas proteínas y fue un factor motivador para la designación de las proteínas hemo en las mitocondrias como "citocromos".
Enumeremos las causas de los trastornos metabólicos de las sustancias minerales, que pueden ocurrir incluso con cantidades suficientes en los alimentos:
A) nutrición desequilibrada (cantidades insuficientes o excesivas de proteínas, grasas, carbohidratos, vitaminas, etc.);
Aunque sólo unas pocas enzimas solubles tienen hierro como cofactor, el hierro es especialmente prominente en las proteínas unidas a membranas que contienen vías de transporte de electrones. La propiedad redox del hierro juega un papel importante en su química como cofactor. El hierro casi siempre está asociado con la transferencia de electrones y, a menudo, dona electrones a una molécula de oxígeno.
Tanto la catalasa como la peroxidasa, dos enzimas hemo, utilizan hierro para reaccionar con agentes oxidantes peligrosos. Ambas enzimas se encuentran en el citosol y en los peroxisomas, donde ocurren reacciones de oxidación dañinas durante eventos metabólicos normales. Quizás la enzima que contiene hierro más familiar es la citocromo c oxidasa, el aceptor terminal de electrones en la cadena de transporte de electrones mitocondrial y una enzima capaz de fisionar una molécula de oxígeno para formar agua.
B) el uso de métodos de procesamiento culinario de productos alimenticios que provoquen pérdida de minerales, por ejemplo, al descongelar (en agua caliente) carne, pescado o al eliminar decocciones de verduras y frutas, por donde pasan las sales solubles;
C) falta de corrección oportuna de la composición de la dieta cuando la necesidad de minerales del cuerpo cambia por razones fisiológicas. Por ejemplo, para las personas que trabajan en condiciones de temperatura ambiente elevada, la necesidad de potasio, sodio, cloro y otros minerales aumenta debido a que la mayoría de ellos se excretan del cuerpo a través del sudor;
El papel del magnesio en el cuerpo humano.
El zinc es quizás el más abundante y versátil de todos los cofactores metálicos. Más de 300 enzimas tienen un cofactor de zinc. Aproximadamente el 3% del genoma de los mamíferos codifica proteínas con dedos de zinc. Como cofactor, el zinc puede realizar funciones tanto estructurales como catalíticas. Estos ejemplos ilustran por qué el zinc es un compañero importante para las enzimas y las proteínas.
El zinc se considera un metal blando porque se comporta como un catión divalente sin preferencias geométricas especiales. Quizás esta suavidad permita que el zinc se adapte a muchos ambientes fermentativos diferentes. Por esta razón, los complejos de zinc son incoloros y el propio zinc se comporta principalmente como un catión. Otro ejemplo es el uso de zinc para polarizar un enlace éster o amida, promoviendo así el ataque nucleofílico del agua sobre el compuesto, como en las reacciones catalizadas por carboxipeptidasa y aminopeptidasa.
D) alteración de la absorción de minerales en el tracto gastrointestinal o aumento de la pérdida de líquidos (por ejemplo, pérdida de sangre).
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2. Macroelementos, sus características.
Calcio. Es el principal componente estructural de huesos y dientes; forma parte de los núcleos celulares, los fluidos celulares y tisulares y es necesario para la coagulación de la sangre. El calcio forma compuestos con proteínas, fosfolípidos, ácidos orgánicos; Participa en la regulación de la permeabilidad de las membranas celulares, en los procesos de transmisión de impulsos nerviosos, en el mecanismo molecular de las contracciones musculares y controla la actividad de varias enzimas. entonces calcio No solo realiza funciones plásticas, sino que también afecta muchos procesos bioquímicos y fisiológicos del cuerpo.
El cobre, como el hierro, es un metal redox. Las enzimas de cobre, aunque no tan numerosas como las de zinc, desempeñan importantes funciones biológicas, principalmente en el citosol. Las enzimas más complejas incluyen oxidasas multicorex, que pueden tener desde 4 hasta 8 átomos de cobre por enzima. El cobre en estas enzimas existe en tres ambientes químicos diferentes conocidos como sitios de cobre tipo 1, tipo 2 y tipo. El sitio de cobre tipo 1 da el color azul a las ceruloplasminas y otras proteínas de cobre azules.
Los sitios de unión de cobre en la monóxido oxidasa forman una tríada que consta de cobre 2 y cobre tipo 3 dispuestos en un triángulo isósceles. El oxígeno se une a estos dos médicos de tipo 3 en la base del triángulo. Debido a su propensión a aceptar electrones, el cobre es un poderoso agente oxidante en los sistemas biológicos. Esta reacción vincula el metabolismo del hierro con el cobre y puede explicar cómo la falta de cobre en el hierro impide el transporte de hierro y causa anemia en los humanos. Rara vez se pide al cobre que desempeñe sólo un papel estructural, y muchas enzimas que tienen cobre como cofactor utilizan el metal en el sitio activo.
El calcio es uno de los elementos difíciles de digerir. Los compuestos de calcio que ingresan al cuerpo humano con los alimentos son prácticamente insolubles en agua. El ambiente alcalino del intestino delgado favorece la formación de compuestos de calcio difíciles de digerir y sólo la acción de los ácidos biliares asegura su absorción.
La asimilación del calcio por los tejidos depende no sólo de su contenido en los alimentos, sino también de su proporción con otros componentes de los alimentos y, en primer lugar, con las grasas, el magnesio, el fósforo y las proteínas. Con un exceso de grasa, se produce competencia por los ácidos biliares y una parte importante del calcio se excreta del cuerpo a través del intestino grueso. La absorción de calcio se ve afectada negativamente por el exceso de magnesio; la proporción recomendada de estos elementos es 1:0,5. Si la cantidad de fósforo excede el nivel de calcio en los alimentos en más de 2 veces, se forman sales solubles, que la sangre extrae del tejido óseo. El calcio ingresa a las paredes de los vasos sanguíneos, lo que provoca su fragilidad, así como al tejido renal, lo que puede contribuir a la aparición de cálculos renales. Para los adultos, la proporción recomendada de calcio y fósforo en los alimentos es 1:1,5. La dificultad para mantener este ratio se debe a que los alimentos más consumidos son mucho más ricos en fósforo que en calcio. La fitina y el ácido oxálico, contenidos en varios productos vegetales, tienen un efecto negativo sobre la absorción de calcio. Estos compuestos forman sales insolubles con el calcio.
La investigación ha relacionado los iones de cobre con la formación de arterias o angiogénesis. Uno de los hallazgos más interesantes que aún no se ha comprendido del todo es que privar a un animal de cobre retrasa o incluso inhibe el crecimiento de tumores cancerosos. Desde una perspectiva nutricional, esto puede significar que el cobre es esencial para el desarrollo microvascular.
Lo sabes
Aunque el zinc puede ser el metal de transición más abundante en las enzimas, el manganeso es quizás el menos abundante, en parte porque los complejos de manganeso con proteínas tienden a ser débilmente estables y a disociarse fácilmente. Las metaloenzimas de manganeso conocidas incluyen la piruvato carboxilasa y la superóxido dismutasa de manganeso en las mitocondrias y la arginasa en el ciclo de la urea. El manganeso también puede funcionar como cofactor activador de metales para muchas enzimas que requieren magnesio.
El requerimiento diario de calcio para un adulto es de 800 mg y para niños y adolescentes, de 1000 mg o más.
Si la ingesta de calcio es insuficiente o si su absorción en el organismo se ve afectada (con falta de vitamina D), se desarrolla un estado de deficiencia de calcio. Hay una mayor eliminación del mismo de huesos y dientes. En los adultos, se desarrolla osteoporosis: desmineralización del tejido óseo, en los niños se altera la formación del esqueleto y se desarrolla raquitismo.
Consideraciones nutricionales para la deficiencia de magnesio.
Aunque el manganeso no se considera un metal redox debido a su reactividad, puede existir en seis estados de oxidación, tres de los cuales no se observan en los sistemas biológicos. El cobalto está unido en una disposición plana cuadrada a un anillo similar a un gay pero con características muy especiales. A diferencia del hemo, el cobalto tiene 2 ligandos axiales que están libres de proteínas, lo que permite que los grupos de proteínas accedan al metal central por encima y por debajo del plano.
Las mejores fuentes de calcio son la leche y los productos lácteos, diversos quesos y requesón (100-1000 mg/100 g de producto), cebollas verdes, perejil y frijoles. Se encuentra mucho menos calcio en los huevos, la carne, el pescado, las verduras, las frutas y las bayas (20-40 mg/100 g de producto).
Magnesio. Este elemento es necesario para la actividad de varias enzimas clave. , proporcionando el metabolismo del cuerpo. El magnesio participa en el mantenimiento del funcionamiento normal del sistema nervioso y del músculo cardíaco; tiene un efecto vasodilatador; estimula la secreción de bilis; aumenta la motilidad intestinal, lo que ayuda a eliminar toxinas del cuerpo (incluido el colesterol).
¿Por qué la deficiencia de magnesio es peligrosa para las mujeres embarazadas?
En un complejo octaédrico, una posición axial suele estar ocupada por un bencimidazol y la otra por un grupo metilo. El dispositivo es único y permite que el cobalto forme enlaces carbono-metal con potencial para dos reacciones diferentes. Por ejemplo, un grupo metilo se puede eliminar como ion carbonio, manteniendo ambos electrones en el cobalto, que luego se devuelve al menos estable.
En los reordenamientos posicionales, el cobalto retiene solo un electrón y forma un coión estable 7 con la liberación de un radical libre. Los radicales libres son altamente reactivos y superan las barreras energéticas que pueden contener otros reactivos. Por tanto, las propiedades químicas de los grupos de transferencia de cobalto, como los iones de carbonio o los radicales centrados en carbono altamente reactivos. Ambos productos son posibles y explican la necesidad del cobalto como cofactor para que la reacción se produzca mediante el mecanismo de los radicales libres.
La absorción de magnesio se ve obstaculizada por la presencia de fitina y el exceso de grasa y calcio en los alimentos. El requerimiento diario de magnesio no está determinado con precisión; Sin embargo, se cree que una dosis de 200-300 mg/día previene la deficiencia (se supone que se absorbe alrededor del 30% del magnesio).
Con la falta de magnesio, la absorción de alimentos se ve afectada, se retrasa el crecimiento, el calcio se deposita en las paredes de los vasos sanguíneos y se desarrollan varios otros fenómenos patológicos. En los seres humanos, una deficiencia de iones de magnesio debido a la naturaleza de la dieta es extremadamente improbable. Sin embargo, pueden ocurrir grandes pérdidas de este elemento durante la diarrea; sus consecuencias se sienten si se introducen en el cuerpo líquidos que no contienen magnesio. Cuando la concentración sérica de magnesio disminuye a aproximadamente 0,1 mmol/L, puede ocurrir un síndrome parecido al delirium tremens: la persona se vuelve semicomatosa, experimenta temblores musculares, espasmos musculares en el área de la muñeca y el pie y aumento de la excitabilidad neuromuscular en respuesta al sonido. , estímulos mecánicos y visuales. La introducción de magnesio provoca una rápida mejora de la afección.
El magnesio es rico principalmente en alimentos vegetales. El salvado de trigo, diversos cereales (40 - 200 mg/100 g de producto), legumbres, albaricoques, orejones y ciruelas pasas lo contienen en grandes cantidades. Hay poco magnesio en los productos lácteos, la carne, el pescado, la pasta y la mayoría de las verduras y frutas (20 - 40 mg/100 g).
Potasio. Aproximadamente el 90% del potasio se encuentra dentro de las células. Junto con otras sales, proporciona presión osmótica; participa en la transmisión de impulsos nerviosos; regulación del metabolismo agua-sal; favorece la eliminación de agua y, en consecuencia, de toxinas del organismo; mantiene el equilibrio ácido-base del ambiente interno del cuerpo; participa en la regulación de la actividad del corazón y otros órganos; Necesario para el funcionamiento de varias enzimas.
El potasio se absorbe bien en los intestinos y su exceso se elimina rápidamente del cuerpo a través de la orina. El requerimiento diario de potasio para un adulto es de 2000 a 4000 mg. Aumenta con la sudoración excesiva, el uso de diuréticos y enfermedades cardíacas y hepáticas. El potasio no es un nutriente nutricionalmente deficiente y la deficiencia de potasio no ocurre con una dieta variada. La deficiencia de potasio en el cuerpo aparece cuando se altera la función de los sistemas neuromuscular y cardiovascular, se produce somnolencia, disminución de la presión arterial y arritmias cardíacas. En tales casos, se prescribe una dieta de potasio.
La mayor parte del potasio ingresa al cuerpo a través de alimentos vegetales. Sus fuentes ricas son los albaricoques, ciruelas pasas, pasas, espinacas, algas, judías, guisantes, patatas y otras verduras y frutas (100 - 600 mg/100 g de producto). La crema agria, el arroz y el pan elaborado con harina de primera calidad contienen menos potasio (100 - 200 mg/100 g).
Sodio. El sodio se encuentra en todos los tejidos y fluidos biológicos del cuerpo. Participa en el mantenimiento de la presión osmótica en los fluidos tisulares y la sangre; en la transmisión de impulsos nerviosos; regulación del equilibrio ácido-base, metabolismo agua-sal; Aumenta la actividad de las enzimas digestivas.
El metabolismo del sodio ha sido ampliamente estudiado debido a sus propiedades fisiológicas e importancia para el organismo. Este nutriente se absorbe fácilmente en los intestinos. Los iones de sodio provocan hinchazón de los coloides tisulares, lo que provoca retención de agua en el cuerpo e impide su liberación. Por tanto, la cantidad total de sodio en el líquido extracelular determina el volumen de estos líquidos. Un aumento de la concentración plasmática de sodio provoca sensación de sed. En climas cálidos y durante el trabajo físico intenso, se produce una pérdida importante de sodio a través del sudor y es necesario introducir sal en el organismo para reponer la cantidad perdida.
Básicamente, los iones de sodio ingresan al cuerpo a través de la sal de mesa: NaCl. El consumo excesivo de cloruro de sodio perjudica la eliminación de productos metabólicos finales solubles en agua a través de los riñones, la piel y otros órganos excretores. La retención de agua en el cuerpo complica el funcionamiento del sistema cardiovascular y aumenta la presión arterial.. Por lo tanto, la ingesta de sal en la dieta para las enfermedades correspondientes es limitada. Al mismo tiempo, cuando se trabaja en talleres o en climas cálidos, se aumenta la cantidad de sodio (en forma de sal de mesa) introducido desde el exterior para compensar su pérdida a través del sudor y reducir la sudoración, lo que sobrecarga la función del corazón.
El sodio está presente de forma natural en todos los alimentos. El método de preparación de los productos alimenticios determina en gran medida el contenido final de sodio que contienen. Por ejemplo, los guisantes congelados contienen mucho más sodio que los frescos. Las verduras y frutas frescas contienen sodio desde menos de 10 mg/kg hasta 1 g/kg, a diferencia de los cereales y el queso, que pueden contener sodio en cantidades de 10 a 20 g/kg.
Es difícil estimar la ingesta diaria promedio de sodio de los alimentos porque su concentración en los alimentos varía ampliamente y, además, las personas están acostumbradas a agregar sal a sus alimentos. Un adulto consume hasta 15 g de sal de mesa al día y excreta la misma cantidad del cuerpo. Esta cantidad excede significativamente lo fisiológicamente necesario. y está determinado, en primer lugar, por el sabor del cloruro de sodio y el hábito de comer alimentos salados. El contenido de sal de mesa en los alimentos para humanos se puede reducir a 5 g por día sin dañar la salud. La liberación de cloruro de sodio del cuerpo y, en consecuencia, su necesidad, está influenciada por la cantidad de sales de potasio que recibe el cuerpo. Los alimentos vegetales, especialmente las patatas, son ricos en potasio y aumentan la excreción de cloruro de sodio en la orina y, en consecuencia, aumentan la necesidad del mismo.
Fósforo. El fósforo se encuentra en todos los tejidos del cuerpo, especialmente en los músculos y el cerebro. Este elemento participa en todos los procesos vitales del cuerpo. : síntesis y degradación de sustancias en las células; regulación del metabolismo; es parte de ácidos nucleicos y varias enzimas; necesaria para la formación de ATP.
El fósforo se encuentra en los tejidos corporales y en los productos alimenticios en forma de ácido fosfórico y sus compuestos orgánicos (fosfatos). La mayor parte se encuentra en el tejido óseo en forma de fosfato cálcico, el resto del fósforo forma parte de los tejidos blandos y los líquidos. El intercambio más intenso de compuestos de fósforo se produce en los músculos. El ácido fosfórico participa en la construcción de moléculas de muchas enzimas, ácidos nucleicos, etc.
Con una deficiencia prolongada de fósforo en la dieta, el cuerpo utiliza su propio fósforo del tejido óseo. Esto conduce a la desmineralización de los huesos y a la alteración de su estructura: rarefacción. Cuando el cuerpo se queda sin fósforo, el rendimiento físico y mental disminuye, se observa pérdida de apetito y apatía.
El requerimiento diario de fósforo para adultos es de 1200 mg. Aumenta con mayor estrés físico o mental, y con determinadas enfermedades.
Se encuentran grandes cantidades de fósforo en los productos animales, especialmente en el hígado, el caviar, así como en los cereales y las legumbres. Su contenido en estos productos oscila entre 100 y 500 mg por 100 g de producto. Una fuente rica de fósforo son los cereales (avena, cebada perlada), que contienen entre 300 y 350 mg de fósforo/100 g, pero los compuestos de fósforo de los alimentos vegetales se absorben peor que los de origen animal.
Azufre. La importancia de este elemento en la nutrición viene determinada, en primer lugar, por el hecho de que forma parte de las proteínas en forma de aminoácidos que contienen azufre. (metionina y cistina), y también es un componente de algunas hormonas y vitaminas.
Como componente de los aminoácidos que contienen azufre, el azufre participa en los procesos del metabolismo de las proteínas y su necesidad aumenta considerablemente durante el embarazo y el crecimiento del cuerpo, acompañado de la inclusión activa de proteínas en los tejidos resultantes, así como durante procesos inflamatorios. Los aminoácidos que contienen azufre, especialmente en combinación con las vitaminas C y E, tienen un efecto antioxidante pronunciado. Junto con el zinc y el silicio, el azufre determina el estado funcional del cabello y la piel.
Cloro. Este elemento participa en la formación de jugo gástrico, formación de plasma y activa varias enzimas. Este nutriente se absorbe fácilmente desde los intestinos a la sangre. Es interesante la capacidad del cloro para depositarse en la piel, retenerse en el cuerpo cuando se ingiere en exceso y excretarse a través del sudor en cantidades significativas. El cloro se excreta del organismo principalmente a través de la orina (90%) y el sudor.
Las alteraciones en el metabolismo del cloro provocan el desarrollo de edema, secreción insuficiente de jugo gástrico, etc. Una fuerte disminución del contenido de cloro en el cuerpo puede provocar una enfermedad grave e incluso la muerte. Se produce un aumento de su concentración en la sangre cuando el cuerpo está deshidratado, así como cuando se altera la función excretora de los riñones.
El requerimiento diario de cloro es de aproximadamente 5000 mg. El cloro ingresa al cuerpo humano principalmente en forma de cloruro de sodio cuando se agrega a los alimentos.
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3. Microelementos, sus características.
Hierro. Este elemento es necesario para la biosíntesis de compuestos que aseguran la respiración y la hematopoyesis; participa en reacciones inmunobiológicas y redox; Es parte del citoplasma, los núcleos celulares y una serie de enzimas.
La asimilación del hierro se previene con ácido oxálico y fitina. Se requiere vitamina B12 para la absorción de este nutriente. El ácido ascórbico también favorece la absorción de hierro, ya que el hierro se absorbe como un ion divalente.
^ La falta de hierro en el organismo puede provocar el desarrollo de anemia, se altera el intercambio de gases y la respiración celular, es decir, los procesos fundamentales que aseguran la vida. El desarrollo de condiciones de deficiencia de hierro se ve facilitado por: ingesta insuficiente de hierro en el cuerpo en forma digerible, disminución de la actividad secretora del estómago, deficiencia de vitaminas (especialmente B 12 , ácidos fólico y ascórbico) y una serie de enfermedades que provocan pérdida de sangre.
Las necesidades de hierro de un adulto (14 mg/día) se satisfacen con creces con la dieta habitual. Sin embargo, cuando se utiliza pan elaborado con harina fina, que contiene poco hierro, los residentes urbanos suelen experimentar deficiencia de hierro. Hay que tener en cuenta que los productos de cereales ricos en fosfatos y fitina forman compuestos poco solubles con el hierro y reducen su asimilación por parte del organismo.
El hierro es un elemento muy extendido. Se encuentra en los despojos, la carne, los huevos, los frijoles, las verduras y las bayas. Sin embargo, el hierro se encuentra en forma fácilmente digerible sólo en los productos cárnicos, el hígado (hasta 2000 mg/100 g de producto) y la yema de huevo.
Cobre. El cobre es un elemento esencial en el metabolismo humano y desempeña un papel en la formación de glóbulos rojos, la liberación de hierro en los tejidos y el desarrollo del esqueleto, el sistema nervioso central y el tejido conectivo.
Debido a que el cobre está ampliamente distribuido en los alimentos, es poco probable que los humanos, con la posible excepción de los bebés alimentados exclusivamente con una dieta láctea, alguna vez desarrollen una forma de desnutrición relacionada con el cobre.
El consumo de dosis excesivamente grandes de cobre por parte de los seres humanos provoca irritación y corrosión de las membranas mucosas, daños generalizados a los capilares, daños al hígado y los riñones e irritación del sistema nervioso central. El requerimiento diario de este elemento es de aproximadamente 2 mg. Las fuentes de cobre incluyen alimentos como el hígado, la yema de huevo y los vegetales verdes.
Yodo. El yodo es un elemento esencial implicado en la formación de la hormona tiroxina. Con la deficiencia de yodo, se desarrolla bocio, una enfermedad de la glándula tiroides.
El requerimiento de yodo oscila entre 100 y 150 mcg por día. El contenido de yodo en los productos alimenticios suele ser bajo (4-15 μg%). Los productos del mar son los más ricos en yodo. Así, en el pescado de mar contiene alrededor de 50 mcg/100 g, en el hígado de bacalao hasta 800, en las algas, según el tipo y el momento de la recolección, de 50 mcg a 70 000 mcg/100 g de producto. Pero hay que tener en cuenta que durante el almacenamiento prolongado y el tratamiento térmico de los alimentos se pierde una parte importante del yodo (del 20 al 60%).
El contenido de yodo en productos vegetales y animales terrestres depende en gran medida de su cantidad en el suelo. En zonas donde hay poco yodo en el suelo, su contenido en los productos alimenticios puede ser entre 10 y 100 veces menor que el promedio. Por lo tanto en estas áreas Para prevenir el bocio, agregue una pequeña cantidad de yodato de potasio a la sal de mesa (25 mg por 1 kg de sal). La vida útil de dicha sal yodada no supera los 6 meses, ya que durante el almacenamiento de la sal el yodo se evapora gradualmente.
Flúor. Con la falta de este elemento se desarrolla la caries dental (destrucción del esmalte dental). El exceso de fluoruro también tiene un efecto negativo en el organismo, ya que las sales de fluoruro, que se acumulan en los huesos, provocan cambios en el color y la forma de los dientes, osteocondrosis, y después de esto el endurecimiento de las articulaciones y su inmovilidad, crecimientos óseos. La diferencia entre dosis beneficiosas y dañinas de fluoruro es tan pequeña que muchos investigadores se oponen a la fluoración del agua.
El fluoruro consumido con agua se absorbe casi por completo; el fluoruro contenido en los alimentos se absorbe en menor medida. El fluoruro absorbido se distribuye uniformemente por todo el cuerpo. Se retiene principalmente en el esqueleto y una pequeña cantidad se deposita en el tejido dental. En dosis elevadas, el fluoruro puede alterar el metabolismo de los carbohidratos, los lípidos y las proteínas, así como el metabolismo de las vitaminas, enzimas y sales minerales.
En varios países se han realizado estimaciones de la ingesta diaria de fluoruro en la dieta; para los adultos, este valor varía de 0,2 a 3,1 mg; para los niños de 1 a 3 años, la ingesta de fluoruro se estimó en 0,5 mg/día.
Casi todos los productos alimenticios contienen al menos trazas de este elemento. Todos los tipos de vegetación contienen cierta cantidad de fluoruro, que obtienen del suelo y del agua. Se encuentran altos niveles de flúor en ciertos alimentos, particularmente en el pescado, algunas verduras y el té. El uso de agua fluorada en plantas procesadoras de alimentos a menudo puede duplicar los niveles de fluoruro en los productos terminados.
Para la prevención y tratamiento de la caries dental se utilizan diversas pastas dentales, polvos, elixires, chicles, etc., a los que se les añade flúor, principalmente en forma inorgánica. Estos compuestos se añaden habitualmente a los dentífricos, normalmente en concentraciones de aproximadamente 1 g/kg.
Cromo. Este elemento parece ser necesario para el metabolismo de la glucosa y los lípidos y para la utilización de aminoácidos por algunos sistemas. También es importante para la prevención de formas leves de diabetes y aterosclerosis en humanos.
El cromo se absorbe tanto en el tracto gastrointestinal como en el tracto respiratorio. La cantidad absorbida no es la misma para cada uno de estos sistemas y depende de la forma del cromo. El cromo trivalente es la forma esencial del elemento para los humanos, el cromo hexavalente es tóxico. El cromo se distribuye por todos los tejidos del cuerpo humano en concentraciones variables, aunque normalmente bajas. Los niveles de cromo en todos los tejidos excepto los pulmones disminuyen con la edad. Las mayores cantidades de cromo en los seres humanos se acumulan en la piel, los músculos y el tejido adiposo. Los mecanismos homeostáticos, incluidos los mecanismos de transporte en el hígado y los intestinos, previenen la acumulación excesiva de cromo trivalente. El cromo se excreta lentamente del cuerpo, principalmente a través de la orina.
Hoy en día se considera normal consumir unos 150 mg de cromo al día. Es especialmente útil para las personas mayores, cuyo cuerpo no digiere bien los carbohidratos, y el cromo mejora los procesos metabólicos de estos compuestos en particular. El cromo inorgánico se absorbe mal; se absorbe mucho más fácilmente en compuestos orgánicos, es decir, en la forma en que se encuentra en los organismos vivos.
Los niveles de cromo de los alimentos varían ampliamente, oscilando entre 20 y 550 µg/kg. Fuentes ricas en cromo son la levadura de cerveza y el hígado (10-80 mcg/100 g). Este elemento se encuentra en menores cantidades en las patatas peladas, la carne de res, las verduras frescas, el pan integral y el queso.
Manganeso. El manganeso es necesario como cofactor en varios sistemas enzimáticos; Desempeña un papel en el buen funcionamiento de las flavoproteínas, en la síntesis de mucopolisacáridos sulfonados, colesterol, hemoglobina y en muchos otros procesos metabólicos.. Del manganeso ingerido, sólo se absorbe alrededor del 3%.
La absorción de manganeso está estrechamente relacionada con la absorción de hierro. El requerimiento de manganeso es de 0,2 a 0,3 mg por 1 kg de peso humano por día. La mayor parte del manganeso se encuentra en los arándanos y el té, y un poco menos en las castañas, el cacao, las verduras y las frutas (100-200 mcg/100 g).
^ Níquel. El níquel ha sido reconocido hace relativamente poco tiempo como un oligoelemento esencial. Actualmente se ha establecido su papel como coenzima en el metabolismo del hierro. Al mismo tiempo, un aumento en la ingesta de hierro en el cuerpo va acompañado de un aumento en la necesidad de níquel en la dieta. Además, el níquel favorece la absorción de cobre, otro elemento imprescindible para la hematopoyesis. La importancia del níquel de calidad alimentaria o del níquel aislado de productos naturales se ve acentuada por el hecho de que los compuestos sintéticos de este elemento son cancerígenos.
El níquel está presente en la mayoría de los alimentos, pero en concentraciones inferiores (y a menudo muy inferiores) a 1 mg/kg. Se ha informado que la ingesta dietética de níquel oscila entre menos de 200 y 900 µg/día. La dieta normal aporta unos 400 mcg/día. Se ha demostrado que el contenido de níquel en vinos y cervezas es de 100 y 50 µg/l, respectivamente.
Zinc. Este microelemento, como coenzima, participa en una amplia gama de reacciones de biosíntesis de proteínas (más de 70) y en el metabolismo de los ácidos nucleicos (incluidos los procesos de replicación y transcripción del ADN), que aseguran principalmente el crecimiento y la pubertad del cuerpo. Al mismo tiempo, el zinc, junto con el manganeso, es un microelemento específico que afecta el estado de la función sexual, es decir, la actividad de determinadas hormonas sexuales, la espermatogénesis, el desarrollo de las gónadas masculinas y los caracteres sexuales secundarios. Además, recientemente se ha considerado el papel del zinc en la prevención de procesos hipertróficos en la próstata.
El zinc, junto con el azufre, interviene en los procesos de crecimiento y renovación de la piel y el cabello. Junto con el manganeso y el cobre, el zinc contribuye significativamente a la percepción del gusto y el olfato. El zinc es un componente esencial de la molécula de insulina y su nivel está reducido en pacientes con diabetes. Es muy importante que este oligoelemento sea una coenzima de la alcohol deshidrogenasa, que asegura el metabolismo del alcohol etílico. Al mismo tiempo, el nivel de absorción de zinc en el alcoholismo crónico se reduce drásticamente. La llamada "ceguera nocturna" (es decir, problemas de visión nocturna) puede desarrollarse no sólo en ausencia de vitamina A, sino también de zinc. El zinc, junto con la vitamina B 6, asegura el metabolismo de los ácidos grasos insaturados y la síntesis de prostaglandinas.
El zinc es muy importante para los procesos de digestión y absorción de nutrientes. Por lo tanto, el zinc asegura la síntesis de las enzimas digestivas más importantes en el páncreas y también participa en la formación de quilomicrones, partículas de transporte en las que las grasas de la dieta pueden absorberse en la sangre. El zinc, junto con la vitamina B, es un importante regulador de las funciones del sistema nervioso. En condiciones de deficiencia de zinc pueden producirse trastornos emocionales, inestabilidad emocional, irritabilidad y, en casos muy graves, disfunción del cerebelo. Finalmente, cada vez se acumulan más evidencias a favor de la participación del zinc en los procesos de maduración de los linfocitos y en las respuestas inmunes celulares.
El requerimiento diario de zinc es de 8000-22000 mcg%. Está bastante satisfecha con su dieta habitual. La ingesta diaria promedio de zinc proveniente únicamente del agua potable es de aproximadamente 400 mcg. El contenido de zinc en los productos alimenticios suele oscilar entre 150 y 25.000 µg%. Sin embargo, en hígado, carnes y legumbres alcanza el 3000 - 5000 mcg%. A veces, los niños y adolescentes que no consumen suficientes productos animales pueden experimentar una deficiencia de zinc.
^ Selenio. A mediados del siglo XX. El selenio no sólo no fue considerado por la ciencia nutricional, sino que incluso fue considerado un elemento muy tóxico con propiedades cancerígenas. Sin embargo, ya en los años 60. se encontró que Con la falta de selenio, el sistema cardiovascular sufre, que se manifiesta por aterosclerosis progresiva y debilidad del músculo cardíaco, y en condiciones de deficiencia crónica de selenio, puede desarrollarse una miocardiopatía prácticamente incurable. Recientemente, a nivel de investigación moderna, se ha confirmado una de las observaciones importantes de la antigua medicina china, que indica que El suministro adecuado de selenio al cuerpo ayuda a ralentizar el proceso de envejecimiento y conduce a la longevidad. . Es interesante observar que las famosas variedades medicinales de té verde, suministradas con el fin de lograr salud y longevidad a los palacios imperiales en la antigua China, se cultivaban en aquellas provincias montañosas, en cuyos suelos ahora se determina el alto contenido de selenio utilizando métodos analíticos modernos.
Tras el descubrimiento del selenio, se descubrió que la vitamina E y el selenio actúan en diferentes partes de un mismo proceso y son estrictamente complementarios entre sí, es decir, su actividad antioxidante aumenta considerablemente cuando se usan juntos. La sinergia de ambos antioxidantes es particularmente interesante en el contexto de la actividad anticancerígena. Así, se demostró que la administración de preparados de selenio simultáneamente con vitamina E potenciaba significativamente el efecto anticancerígeno contra los tumores experimentales.
La ingesta de selenio de los alimentos depende de las condiciones y la naturaleza del consumo de alimentos y del nivel de selenio en los productos alimenticios. Las verduras y las frutas son generalmente una fuente pobre de selenio, a diferencia de los cereales, los productos de cereales, la carne (especialmente las vísceras) y los mariscos, que contienen cantidades significativas de selenio. generalmente mucho mayor que 0,2 mg/kg en peso fresco . La composición química del suelo y el contenido de selenio en él influyen significativamente en la cantidad de selenio en el grano, variando de 0,04 mg/kg a 21 mg/kg.
Molibdeno. La cantidad total de molibdeno en el cuerpo humano adulto es de unos 7 mg. El contenido de molibdeno en la sangre es de aproximadamente 0,5 mcg por 100 ml. Se encontraron concentraciones más altas de este elemento en personas que viven en regiones donde el suelo es más rico en compuestos de este metal. Así, en algunas regiones de Armenia se han registrado casos frecuentes de gota entre residentes que comen principalmente productos locales, en los que se han encontrado niveles extremadamente altos de molibdeno. Su contenido en la dieta de los habitantes de esta zona era de 10 a 15 mg. En otras zonas, donde los casos de gota eran menos frecuentes, la gente recibía sólo entre 1 y 2 mg de molibdeno al día a través de los alimentos.
El molibdeno es una parte integral de varias enzimas, como la xantina oxidasa, la aldehído oxidasa y la sulfato oxidasa. Se sabe que el molibdeno inhibe el desarrollo de caries.
El requerimiento diario estimado de molibdeno es de 2 mcg por 1 kg de peso corporal. En Rusia, el consumo diario de molibdeno es de 0,27 mg.
Los más ricos en molibdeno son varios tipos de verduras (por ejemplo, legumbres) y órganos internos de animales.
Cobalto. El efecto biológico del cobalto se conoce desde 1948, cuando los científicos Rickes y Smith descubrieron que el átomo de cobalto es central en la molécula de vitamina B 12. La concentración máxima de cobalto en los tejidos es de aproximadamente 100 mcg/kg. El contenido total de cobalto en el cuerpo humano adulto es de 5 mg. Una persona recibe diariamente de los alimentos entre 5,63 y 7,94 mcg de cobalto, de los cuales se absorbe entre el 73 y el 97%.
El requerimiento diario promedio de cobalto es de 60 mcg por 1 kg de peso corporal. Se cree que una persona necesita cobalto sólo en forma de cianocobalamina (vitamina B 12). En algunos países, los compuestos de cobalto se utilizaban como aditivo alimentario en la cerveza para estabilizar la espuma. Sin embargo, resultó que este aditivo era la causa de enfermedades cardíacas entre los consumidores de cerveza. Por lo tanto, actualmente se ha abandonado el uso de compuestos de cobalto como aditivos alimentarios.
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4 La influencia del procesamiento tecnológico en la composición mineral de los productos alimenticios.
Al procesar materias primas alimentarias, por regla general, hay una disminución en el contenido de sustancias minerales (a excepción del Na, agregado en forma de sal de mesa). En los productos vegetales se pierden con los desechos. Así, el contenido de una serie de macro y especialmente microelementos en la obtención de cereales y harina después del procesamiento del grano disminuye, ya que las cáscaras y gérmenes eliminados contienen más de estos componentes que en el grano entero. A continuación se realiza un análisis comparativo de la composición mineral de la harina de trigo premium y la harina integral (el contenido de elementos se indica en mg/100 g de producto):
Por ejemplo, en promedio, los granos de trigo y centeno contienen alrededor del 1,7% de elementos de ceniza, mientras que la harina, según la variedad, oscila entre el 0,5 (en el grado más alto) y el 1,5% (en el papel tapiz). Al pelar verduras y patatas se pierde entre el 10 y el 30% de los minerales. Si se someten a cocción térmica, dependiendo de la tecnología (cocción, fritura, guisado), se pierde entre un 5 y un 30% más.
Los productos cárnicos, pescados y avícolas pierden principalmente macronutrientes como el calcio y el fósforo cuando la carne se separa de los huesos.
Durante la cocción térmica (hervir, freír, guisar), la carne pierde del 5 al 50% de los minerales. Sin embargo, si el procesamiento se realiza en presencia de huesos que contienen mucho calcio, es posible aumentar el contenido de calcio en los productos cárnicos cocidos en un 20%.
En el proceso tecnológico, debido a equipos de calidad insuficiente, una cierta cantidad de microelementos pueden pasar al producto final. Entonces, al hacer pan durante la preparación de la masa como resultado del contacto de la masa con el equipo El contenido de hierro puede aumentar en un 30%. Este proceso no es deseable, ya que los elementos tóxicos contenidos en el metal como impurezas también pueden pasar al producto junto con el hierro. Al almacenar alimentos enlatados en latas prefabricadas (es decir, soldadas) con soldadura mal hecha o cuando se daña la capa protectora de barniz, pueden pasar al producto elementos altamente tóxicos como plomo, cadmio y estaño.
Cabe señalar que varios metales, como el hierro y el cobre, incluso en pequeñas concentraciones pueden provocar una oxidación no deseada de los productos. Su capacidad oxidativa catalítica es especialmente pronunciada en relación con las grasas y los productos grasos. Así, por ejemplo, cuando la concentración de hierro es superior a 1,5 mg/kg y la de cobre a 0,4 mg/kg durante el almacenamiento prolongado de mantequilla y margarinas, estos metales provocan el enranciamiento de los productos. Al almacenar bebidas en presencia de hierro por encima de 5 mg/ly cobre por encima de 1 mg/l, a menudo se puede observar turbidez en determinadas condiciones.
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5. Métodos para determinar minerales.
Para el análisis de sustancias minerales se utilizan principalmente métodos fisicoquímicos: ópticos y electroquímicos.
Casi todos estos métodos requieren una preparación especial de las muestras para el análisis, que consiste en la mineralización preliminar del objeto de investigación. La mineralización se puede realizar de dos formas: “seca” y “húmeda”. La mineralización "seca" implica carbonización, quema y calcinación de la muestra de prueba bajo ciertas condiciones. La mineralización "húmeda" también implica el tratamiento del objeto de investigación con ácidos concentrados (con mayor frecuencia HNO 3 y H 2 SO 4).
^ Métodos espectrales de análisis.
La fotoelectrocolorimetría es un análisis basado en la medición de la absorción de radiación monocromática en la región visible del espectro por soluciones coloreadas. Las mediciones se realizan mediante fotoelectrocolorímetros equipados con filtros de luz de banda estrecha. Si la sustancia problema no está coloreada, debe convertirse en un compuesto coloreado realizando una reacción química con determinados reactivos (reacción analítica fotométrica).
La espectrofotometría es un método de análisis basado en medir la absorción de radiación monocromática en las regiones ultravioleta, visible e infrarroja del espectro. Estas mediciones se llevan a cabo mediante espectrofotómetros, donde se utilizan prismas de dispersión y rejillas de difracción como monocromatizadores.
El análisis cuantitativo del ion de interés suele realizarse mediante el método del gráfico de calibración.
Análisis espectral de emisión. Los métodos de análisis espectral de emisión se basan en medir la longitud de onda, la intensidad y otras características de la luz emitida por átomos e iones de una sustancia en estado gaseoso. El análisis espectral de emisión permite determinar la composición elemental de sustancias orgánicas e inorgánicas.
La intensidad de la línea espectral está determinada por el número de átomos excitados en la fuente de excitación, que depende no sólo de la concentración del elemento en la muestra, sino también de las condiciones de excitación. Con el funcionamiento estable de la fuente de excitación, la relación entre la intensidad de la línea espectral y la concentración del elemento (si es lo suficientemente baja) es lineal, es decir, en este caso, el análisis cuantitativo también se puede realizar utilizando el método del gráfico de calibración. .
Las fuentes de excitación más utilizadas son el arco eléctrico, la chispa y la llama. La temperatura del arco alcanza 5000 - 6000°C. En un arco es posible obtener un espectro de casi todos los elementos. Durante una descarga de chispa se desarrolla una temperatura de 7000 - 10000°C y todos los elementos se excitan. La llama produce un espectro de emisión bastante brillante y estable. El método de análisis que utiliza una llama como fuente de excitación se denomina análisis de emisión de llama. Este método determina más de cuarenta elementos (alcalinos y alcalinotérreos, Cu 2, Mn 2, etc.).
^ Espectroscopia de absorción atómica. . El método se basa en la capacidad de los átomos libres de los elementos de los gases de llama para absorber energía luminosa en longitudes de onda características de cada elemento.
En la espectroscopia de absorción atómica, la posibilidad de superposición de líneas espectrales de diferentes elementos está casi completamente excluida, ya que su número en el espectro es significativamente menor que en la espectroscopia de emisión.
La disminución de la intensidad de la radiación de resonancia en las condiciones de espectroscopia de absorción atómica obedece a la ley exponencial de disminución de la intensidad en función del espesor de la capa y la concentración de la sustancia, similar a la ley de Bouguer-Lambert-Beer.
La constancia del espesor de la capa absorbente de luz (llama) se logra mediante quemadores especialmente diseñados. Los métodos de análisis espectral de absorción atómica se utilizan ampliamente para el análisis de casi cualquier objeto técnico o natural, especialmente en los casos en que es necesario determinar pequeñas cantidades de elementos.
Se han desarrollado métodos para la determinación de la absorción atómica para más de 70 elementos.
^ 2. Métodos de análisis electroquímicos.
Ionometría. El método se utiliza para determinar los iones K. ,N / A , California 2 , manganeso 2 , f - , I - , CL - etc.
El método se basa en el uso de electrodos selectivos de iones, cuya membrana es permeable a un determinado tipo de iones (de ahí, por regla general, la alta selectividad del método).
El contenido cuantitativo del ion que se determina se realiza mediante un gráfico de calibración, que se traza en las coordenadas E - pC, o mediante el método de adiciones. Se recomienda el método de adición estándar para la determinación de iones en sistemas complejos que contienen altas concentraciones de sustancias extrañas.
Polarografía. El método de polarografía de corriente alterna se utiliza para determinar elementos tóxicos (mercurio, cadmio, plomo, cobre, hierro).
El método se basa en el estudio de las curvas corriente-tensión obtenidas durante la electrólisis de una sustancia electrooxidante o electroreductora. Como electrodo indicador en polarografía, se utiliza con mayor frecuencia un electrodo de gota de mercurio, a veces microelectrodos sólidos: platino, grafito. Como electrodo de referencia se vierte mercurio en el fondo del electrolizador o se utiliza una media celda de calomel saturado.
A medida que aumenta el voltaje, llega un momento en que todos los iones que ingresan al electrodo debido a la difusión se descargan inmediatamente y su concentración en la capa cercana al electrodo se vuelve constante y prácticamente igual a cero. La corriente que fluye en el circuito en este momento se llama corriente de difusión límite.
El análisis polarográfico cuantitativo se basa en el uso de una dependencia proporcional directa de la magnitud de la corriente de difusión de la concentración del elemento que se está determinando.
^ ELEMENTOS MINERALES
Los elementos minerales (cenizas) se encuentran en los productos alimenticios en forma de compuestos orgánicos e inorgánicos. Se encuentran en muchos productos orgánicos.
sustancias de diversas clases: proteínas, grasas, glucósidos, enzimas, etc. Por lo general, los elementos minerales se determinan en las cenizas después de quemar productos alimenticios, ya que es bastante difícil determinar exactamente qué sustancias y en qué cantidad se incluyen estos elementos.
El papel de los elementos minerales en la vida de humanos, animales y plantas es enorme: todos los procesos fisiológicos en los organismos vivos ocurren con la participación de estos elementos. Así, en el cuerpo humano y animal, los elementos minerales participan en los procesos plásticos, la formación y construcción de tejidos, en el metabolismo del agua, en el mantenimiento de la presión osmótica de la sangre y otros fluidos corporales, en el mantenimiento del equilibrio ácido-base en el cuerpo y forman parte del complejo de sustancias que forman las células vivas del protoplasma, parte de algunas glándulas endocrinas, etc.
La composición mineral de los organismos cambia con la edad; Con el envejecimiento se observa mineralización de los organismos. Así, los recién nacidos contienen alrededor de 34 g de minerales por 1 kg de peso corporal, en un adulto el contenido de estas sustancias aumenta a 43 go más.
Se han descubierto más de 70 elementos minerales en el cuerpo humano y animal. Muchos procesos enzimáticos que ocurren en diversos tejidos del cuerpo requieren la participación de varios elementos minerales. Así, para la conversión del ácido pirúvico en ácido acético o de la glucosa en fructosa o del fosfoglicerol en glucosa-6-manosa-6- y fructosa-6-fosfato, es necesaria la participación de iones magnesio. Los iones de calcio inhiben el desarrollo de este proceso.
Los minerales se distribuyen de manera desigual en los tejidos del cuerpo humano. En los tejidos duros predominan los elementos divalentes: calcio (Ca) y magnesio (Mg), y en los tejidos blandos predominan los elementos monovalentes: potasio (K) y sodio (Na). Además, en los tejidos sólidos se acumula mucho fósforo (P), principalmente en forma de sales de fosfato. Si faltan minerales en los alimentos, estos compuestos se eliminan del cuerpo y se altera el metabolismo normal.
Las sustancias minerales disueltas en el plasma sanguíneo, los fluidos intercelulares y otros fluidos corporales crean una cierta presión osmótica, que depende de la concentración molar de las sustancias disueltas en el fluido. Las sales aumentan en mayor medida la presión osmótica.
grados que los no electrolitos a la misma concentración molar, ya que las sales se disocian para formar iones. La presión osmótica depende de la cantidad total de moléculas e iones no disociados. La presión osmótica de la sangre, la linfa y el líquido intercelular del cuerpo humano y animal depende principalmente de la sal de mesa (NaCl) disuelta en ellos.
La presión osmótica en los fluidos corporales afecta la distribución de agua y solutos en los tejidos. En los animales superiores, la presión osmótica es constante y asciende a 7,5 - 9,0 atm. El mantenimiento de una presión osmótica constante está garantizado por la actividad de los órganos excretores, principalmente los riñones y las glándulas sudoríparas.
La entrada de sales minerales a la sangre provoca la entrada de agua intercelular a la sangre y, por tanto, la concentración de sal en sangre disminuye. Luego, los riñones eliminan el exceso de agua y sal. Una disminución de agua en los tejidos, que actúa de forma refleja sobre los centros nerviosos, provoca sed.
El funcionamiento normal del cuerpo humano sólo puede ocurrir con ciertas propiedades de los líquidos intercelulares e intersticiales. En esta constancia del medio ambiente, el equilibrio ácido-base juega un papel importante, en el que la reacción de la sangre, la linfa y otros fluidos corporales es casi neutra. El equilibrio ácido-base se mantiene gracias a un complejo sistema de reguladores, unidos en un todo por el sistema nervioso central. Dichos reguladores son los sistemas de amortiguación de la sangre, el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, el dióxido de carbono y las sales de cloruro, las funciones excretoras de los riñones, los pulmones, las glándulas sudoríparas, etc.
En el proceso de transformación compleja en el cuerpo humano de alimentos ricos en calcio, magnesio, sodio o potasio, se pueden formar compuestos alcalinos. Las fuentes de elementos formadores de álcalis incluyen frutas, verduras, legumbres, leche y productos lácteos fermentados.
Otros alimentos, como la carne, el pescado, los huevos, el queso, el pan, los cereales, la pasta, producen compuestos ácidos durante el proceso de transformación del cuerpo humano.
La naturaleza de la nutrición puede influir en los cambios en el equilibrio ácido-base de los tejidos del cuerpo humano. El equilibrio ácido-base a menudo se desplaza hacia el lado de la acidez. Como resultado de un cambio brusco
estándares máximos permitidos para el contenido de cenizas y, al evaluar dichos productos, se determina su cantidad.
Por lo general, se distinguen dos conceptos: "ceniza total (bruta)" y "ceniza pura". El concepto de “ceniza total” significa la suma de elementos minerales o sus óxidos incluidos en la estructura química de los productos alimenticios, así como los añadidos al producto durante su elaboración o introducidos accidentalmente como impurezas. “Ceniza pura” significa la suma de Elementos minerales o sus óxidos sin impurezas.
El contenido de cenizas del producto se determina mediante combustión. Para ello, primero se quema cuidadosamente la muestra y luego se calcina hasta obtener una masa constante. Una mayor cantidad de ceniza en comparación con la norma indica contaminación del producto con arena, partículas metálicas y tierra.
Para determinar la "ceniza pura", la ceniza resultante se trata con ácido clorhídrico al 10%. En este caso, la "ceniza pura" se disuelve en ácido clorhídrico y el residuo indicará la presencia de impurezas inorgánicas extrañas en el producto. Por lo tanto, este producto contiene una mayor cantidad de ceniza debido a impurezas minerales extrañas en este producto si los tomates se lavan mal antes de procesarlos o en el almidón de papa si los tubérculos no se lavan adecuadamente.
El calcio en el cuerpo humano se encuentra en el tejido óseo y los dientes (alrededor del 99%). El resto del calcio ingresa a la sangre en forma de iones y unido a proteínas y otros compuestos.
El requerimiento diario de calcio de un adulto es de 0,8 a 1,0 g. Las mujeres embarazadas y lactantes necesitan mayores cantidades de calcio, hasta 1,5 a 2 g por día, así como los niños, en cuyo organismo el calcio se utiliza intensamente para la formación de huesos. La falta de calcio provoca deformaciones esqueléticas, huesos frágiles y atrofia muscular en el cuerpo. El calcio se caracteriza por la peculiaridad de que incluso en ausencia de él en los alimentos, sigue excretándose del organismo en cantidades importantes.
En los productos alimenticios, el calcio se encuentra en forma de cloruro de fosfato y sales de oxalato, así como en combinación con ácidos grasos, proteínas, etc.
Todos los compuestos de calcio, a excepción del CaC!a, son poco solubles en agua y, por lo tanto, se absorben mal.
por el cuerpo humano. Los compuestos de calcio insolubles pasan parcialmente de los alimentos a la solución en el estómago bajo la influencia del ácido clorhídrico del jugo gástrico. La digestibilidad del calcio en los productos alimenticios por parte del cuerpo humano depende en gran medida de la presencia en los alimentos de fosfatos, grasas, compuestos de magnesio, etc., por lo que la digestibilidad del calcio es mayor cuando la proporción de calcio y fósforo en los alimentos es I; 1,5 o 1: 2. Una mayor cantidad de fósforo en los alimentos en comparación con las proporciones indicadas conduce a una fuerte disminución en la absorción de calcio. El exceso de magnesio también tiene un efecto adverso sobre la absorción de calcio por parte del cuerpo humano. Los compuestos de calcio con ácido inositol fosfórico, que se encuentra en cantidades significativas en los cereales y sus productos procesados, tienen un efecto muy negativo sobre la digestibilidad del calcio.
La vitamina D juega un papel muy importante en la absorción de calcio, lo que favorece el paso de las sales de calcio y fósforo desde los intestinos a la sangre y su depósito en los huesos en forma de fosfato cálcico.
El contenido de calcio en algunos productos alimenticios es el siguiente (mg%): en carnes magras - 7; en huevos - 54; en leche - 118; en queso - 930; en requesón - 140; en avena - 65; en harina de trigo - 15; en arroz - 9; en manzanas - 7; en naranjas - 45; en nueces -89; en remolacha - 29; en coliflor - 89; en repollo blanco - 45; en zanahorias - 56; en patatas - 14. De los datos anteriores se desprende claramente que la fuente más importante de calcio para los seres humanos son los productos lácteos. El calcio de los productos lácteos, así como de las verduras y frutas, es un compuesto de fácil digestión.
El magnesio en el cuerpo humano es entre 30 y 35 veces menor que el calcio, pero es muy importante. La mayor parte del magnesio se encuentra en el tejido óseo. El magnesio juega un papel especial en las plantas que contienen clorofila, donde forma parte de la molécula de clorofila. Al igual que el calcio, el magnesio forma compuestos poco solubles. El magnesio es especialmente difícil de absorber en presencia del ion BO$.
El contenido de magnesio en algunos alimentos es el siguiente (mg%): en frijoles - 139; en avena - 133; en guisantes - 107; en mijo - 87; en pan de trigo - 30; en patatas - 28; en zanahorias - 21; en repollo blanco - 12; en manzanas - 8; en limones - 7; en carne de res - 15; en huevos - 11; en la leche - 12. En consecuencia, 2* 35 magnesio se encuentran en mayores cantidades en los cereales y las legumbres.
El requerimiento de magnesio de un adulto es de 400 mg por día.
El sodio se encuentra ampliamente en los alimentos, especialmente en los de origen animal. La principal fuente de sodio para el cuerpo humano es el NaCt (sal de mesa). El sodio juega un papel importante en los procesos de metabolismo intracelular e intertisular. Aproximadamente el 90% de la presión osmótica del plasma sanguíneo depende del contenido de NaCI en él. Normalmente, se disuelven 3,3 g de sodio en un litro de plasma sanguíneo humano. ¡NaC! También juega un papel importante en la regulación del metabolismo del agua del cuerpo. Los iones de sodio provocan la inflamación de los coloides tisulares y, por tanto, contribuyen a la retención del agua unida en el cuerpo. ¡Del cuerpo NaC! excretado principalmente en orina y sudor. Con trabajo intenso y consumo de líquidos, una persona pierde hasta 3-5 litros de sudor, que es 99,5% agua. En la materia seca del sudor, la mayor parte es NaGI.
La sal de mesa que ingresa al cuerpo humano con los alimentos repone el consumo de NaCl en la sangre y se utiliza para la formación de ácido clorhídrico en el jugo gástrico, así como para la síntesis de NaHCO3 por la glándula pancreática. La presencia de NaHCO3 explica la reacción alcalina del jugo pancreático, necesaria para la descomposición de las proteínas alimentarias por la enzima tripsina.
El requerimiento diario de sodio de un adulto es de 4 a 6 g, lo que corresponde a 10 a 15 g de sal de mesa. Las raciones regulares de alimentos de la población contienen cantidades suficientes de sodio, ya que se añade sal de mesa a los alimentos.
El potasio está presente constantemente y en cantidades significativas en los productos alimenticios, especialmente en los de origen vegetal. En las cenizas vegetales, el contenido de potasio a veces supera el 50% de su masa.
En el cuerpo humano, el potasio participa en reacciones enzimáticas y en la formación de sistemas tampón que previenen cambios en la reacción del medio ambiente. El potasio reduce
la capacidad de retención de agua de las proteínas, reduciendo su hidro(lidad), y por lo tanto promueve la excreción de agua y sodio del cuerpo. Por lo tanto, el potasio puede considerarse como un antagonista fisiológico del sodio.
El requerimiento diario de potasio de un adulto es de 3 a 5 g.
El hierro se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. Normalmente, casi todos los alimentos naturales contienen hierro, pero en pequeñas cantidades.
En el cuerpo humano y animal, el hierro forma parte de los compuestos orgánicos más importantes: hemoglobina sanguínea, mioglobina, algunas enzimas: catalasa, peroxidasa, citocromo oxidasa, etc. La hemoglobina sanguínea incluye 2A, el hierro del cuerpo. Una cantidad notable de hierro se encuentra en el bazo y el hígado. El hierro tiene la capacidad de acumularse en el cuerpo. La hemoglobina en la sangre se destruye durante la actividad vital y el cuerpo puede reutilizar el hierro liberado durante este proceso para formar hemoglobina.
El hierro, que forma parte de las frutas y verduras, es bien absorbido por el cuerpo humano, mientras que la mayor parte del hierro de los productos de cereales se encuentra en una forma que el cuerpo no puede digerir.
El requerimiento diario de hierro de un adulto es de 15 mg.
l l o r se incluye en alimentos naturales en pequeñas cantidades. Los productos de origen vegetal contienen poco cloro, mientras que los de origen animal contienen algo más. Así, el contenido de cloro en la carne de res es del 76 mg%, en la leche - 106, en los huevos -
37106, en queso - 880, en mijo - 19, en patatas - 54, en manzanas - 5 mg%.
El contenido de cloro es significativo en la sangre y otros fluidos corporales, así como en la piel, los pulmones y los riñones. El cloro en el cuerpo se encuentra en estado ionizado en forma de aniones de sales de sodio, potasio, calcio, magnesio y manganeso. Los compuestos de cloro en los productos alimenticios son muy solubles y se absorben fácilmente en el intestino humano. Los aniones de cloro, junto con los cationes de sodio, desempeñan un papel importante en la creación y regulación de la presión osmótica de la sangre y otros fluidos corporales. Las sales de cloro aseguran la formación de ácido clorhídrico por la mucosa gástrica.
La gente satisface su necesidad básica de cloro con cloruro de sodio, que se añade a los alimentos en forma de sal.
La cantidad total de cloruro de sodio en el cuerpo humano suele ser de 10 a 15 g, pero al ingerir alimentos ricos en sales de cloro, el contenido de cloro en el cuerpo humano puede alcanzar una cantidad mayor. La necesidad humana diaria de cloro es de 5 a 7 g.
El azufre se encuentra en mayores cantidades en los productos a base de cereales, legumbres, productos lácteos, carne, pescado y especialmente en los huevos. Forma parte de casi todas las proteínas del cuerpo humano y es especialmente abundante en aminoácidos: cistina y metionina. El metabolismo del azufre en el organismo consiste principalmente en su transformación en los aminoácidos indicados. También interviene en la formación de vitamina Br (tiamina), insulina y algunos otros compuestos. Hay mucho azufre en los proteinoides de los tejidos de sostén, por ejemplo en la queratina del cabello, uñas, etc.
Cuando los compuestos se oxidan en el cuerpo, una parte importante del azufre se excreta con la orina en forma de sales de ácido sulfúrico.
El requerimiento diario de azufre de un adulto durante un trabajo moderado es de aproximadamente 1 g.
El yodo está contenido en el cuerpo de una persona sana que pesa 70 kg en una cantidad de aproximadamente 25 mg. La mitad de esta cantidad se encuentra en la glándula tiroides y el resto en el tejido muscular y óseo y en la sangre. El yodo de los compuestos inorgánicos en la glándula tiroides se reemplaza por compuestos orgánicos: tiroxina, diyodotiroxina, triyodotiroxina. El yodo es rápidamente absorbido por la glándula tiroides y, unas horas después de su entrada, se convierte en materia orgánica.
conexiones. Estos compuestos estimulan los procesos metabólicos en el cuerpo. Cuando una cantidad insuficiente de yodo ingresa al cuerpo con los alimentos, se altera la actividad de la glándula tiroides y se desarrolla una enfermedad grave llamada bocio endémico.
La mayor cantidad de yodo se encuentra en productos vegetales y animales de las zonas costeras, donde se concentra en el agua de mar, el aire y el suelo de las zonas costeras. Se acumula poco yodo en plantas y organismos animales en zonas montañosas o zonas alejadas de la costa del mar.
El contenido de yodo en los productos de cereales, las verduras y el pescado de agua dulce no supera los 5-8 mcg por 100 g de producto crudo. La carne de res, los huevos, la mantequilla y las frutas tienen un mayor contenido de yodo. Las algas, el pescado de mar y el aceite de pescado contienen las mayores cantidades de yodo. Los frutos de feijoa, que crecen en la costa de Georgia del Mar Negro, acumulan hasta 390 mcg de yodo por cada 100 g de masa de fruta, lo que es mucho mayor que el contenido de este elemento en otras frutas y verduras.
En áreas donde los productos alimenticios contienen cantidades insuficientes de yodo, se agrega yoduro de potasio a la sal de mesa a razón de 25 g de K1 por tonelada de sal de mesa. Con una dieta normal, una persona consume 200 mcg de yodo al día con sal yodada. Sin embargo, cuando se almacena sal yodada, el yodo se evapora gradualmente, por lo que después de 6 meses la sal yodada se vende como sal de mesa normal.
La necesidad humana diaria de yodo es de 100 a 260 mcg.
El flúor juega un papel importante en los procesos plásticos durante la formación del tejido óseo y el esmalte dental. La mayor cantidad de fluoruro se concentra en los huesos: 200-490 mg/kg y en los dientes: 240-560 mg/kg.
El agua parece ser la principal fuente de fluoruro en el cuerpo humano y el fluoruro de Doda se absorbe mejor que el fluoruro de los alimentos. El contenido de flúor en el agua potable oscila entre 1 y 1,5 mg/l. La falta de fluoruro en el agua a menudo afecta
39nne sobre el desarrollo de una enfermedad dental, conocida como caries. El exceso de flúor en el agua provoca fluorosis, que altera la estructura normal de los dientes, aparecen manchas en el esmalte y aumenta la fragilidad de los dientes. Los niños sufren especialmente la falta o el exceso de flúor.
Aún no se ha establecido la necesidad humana diaria de fluoruro. Se cree que la cantidad óptima de fluoruro en el agua potable para la salud debe ser de 0,5 a 1,2 mg/l.
El cobre en el organismo animal, junto con el hierro, juega un papel importante en los procesos de hematopoyesis, estimula los procesos oxidativos y, por tanto, está asociado con el metabolismo del hierro. Forma parte de enzimas (lactasa, ascorbato oxidasa, citocromo oxidasa, etc.) como componente metálico.
En las plantas, el cobre potencia los procesos oxidativos, acelera el crecimiento y aumenta el rendimiento de muchos cultivos.
En esas pequeñas cantidades en las que el cobre se encuentra en los productos naturales, no causa daño al cuerpo humano. Pero una mayor cantidad de cobre puede provocar intoxicación. Por tanto, la ingesta simultánea de 77 a 120 mg de cobre puede provocar náuseas, vómitos y, a veces, diarrea. Por tanto, el contenido de cobre en los productos alimenticios está regulado por las normas vigentes del Ministerio de Salud de la URSS. Por 1 kg de producto, dependiendo del contenido de sustancias secas, se permiten de 5 a 30 mg de cobre. Así, en la pasta de tomate concentrada el contenido de cobre no debe exceder los 30 mg/kg, en el puré de tomate - 15-20, en las verduras enlatadas - 10, en las confituras y mermeladas - 10, en las compotas de frutas - 5 mg/kg.
El cobre puede entrar en los productos alimenticios durante su fabricación: desde partes de cobre de equipos, al tratar viñedos con pesticidas que contienen cobre, etc.
El requerimiento diario de cobre de un adulto es de 2 mg.
El zinc se encuentra en todos los tejidos de animales y plantas. Con falta de zinc en el cuerpo de los jóvenes.
En las plantas, su crecimiento se retrasa y, si falta en el suelo, surgen enfermedades de muchas plantas, que a menudo conducen a su muerte.
El zinc forma parte de varias enzimas y su papel es especialmente importante en la molécula de la enzima anhidrasa carbónica, que participa en la unión y eliminación del dióxido de carbono del cuerpo animal. El zinc es necesario para el funcionamiento normal de las hormonas pituitaria, suprarrenal y pancreática. También tiene un efecto sobre el metabolismo de las grasas, favoreciendo la descomposición de las grasas y previniendo el hígado graso.
El zinc en los productos alimenticios en cantidades elevadas puede provocar intoxicación. Los alimentos ácidos y grasos disuelven el zinc metálico y, por lo tanto, es inaceptable cocinar o almacenar alimentos en equipos o utensilios de zinc. La intoxicación por zinc es similar a la intoxicación por cobre, pero es más grave y se acompaña de ardor y dolor en la boca y el estómago, vómitos, diarrea y debilidad cardíaca. Los utensilios de zinc sólo están permitidos para almacenar agua potable fría, ya que en este caso la solubilidad del zinc es insignificante.
El requerimiento diario de zinc de un adulto es de 10 a 15 mg. Se observa una mayor necesidad de zinc durante el crecimiento y la pubertad. Con una dieta normal, una persona recibe una cantidad suficiente de zinc de los alimentos.
El plomo se encuentra en alimentos animales y vegetales en cantidades muy pequeñas. Así, en manzanas, peras, uvas y fresas, el contenido de plomo es de aproximadamente 0,1 mg por 1 kg de producto, en la leche - 0,8, en la carne - 0,05, en el esturión - 0,06 mg por 1 kg.
El plomo es un metal venenoso para el ser humano, tiene la capacidad de acumularse en el organismo, principalmente en el hígado, y provocar intoxicaciones crónicas graves.
Con el consumo diario de 2 a 4 mg de plomo en los alimentos, puede aparecer un signo de intoxicación por plomo después de unos meses.
41 La contaminación de los alimentos con plomo puede provenir de utensilios de cocina, soldaduras, esmaltes, equipos y también de insecticidas que contienen plomo. Muy a menudo, el envenenamiento por plomo ocurre cuando los alimentos se almacenan en cerámica artesanal que no está bien recubierta con esmalte de plomo.
Debido a su alta toxicidad, no se permite el contenido de plomo en los productos alimenticios.
El estaño se encuentra en los productos alimenticios en pequeñas cantidades. Así, se encontraron 0,14 mg/kg de estaño en el hígado de un toro y una oveja, 0,003 en los riñones, 0,63 en los pulmones y 0,019 mg/kg en el cerebro.
El estaño no es un metal tan tóxico como el plomo, el zinc o el cobre, por lo que está permitido en cantidades limitadas en los equipos de las empresas alimentarias, así como para estañar la superficie del estaño con el que se preparan las latas, protegiéndola de la corrosión. Sin embargo, a menudo durante el almacenamiento prolongado de alimentos enlatados en latas, la masa del producto interactúa con la capa de estaño de la lata, como resultado de lo cual se forman sales de estaño de ácidos orgánicos. Este proceso ocurre de manera especialmente activa cuando la lata contiene alimentos con alta acidez: frutas, pescado enlatado y verduras en salsa de tomate, etc. Durante el almacenamiento a largo plazo, el contenido de estaño en los alimentos enlatados puede aumentar significativamente. El contenido de estaño aumenta especialmente rápidamente en productos almacenados en latas de metal abiertas recubiertas de estaño.
Para mejorar la protección de una lata contra la corrosión, se aplican adicionalmente barnices o esmaltes especiales resistentes a los ácidos a la superficie de la lata, o se crea una fina película de óxidos de estaño estables en la superficie de la lata.
El manganeso se encuentra ampliamente distribuido en alimentos de origen animal y vegetal. Participa activamente en la formación de muchas enzimas, en la formación de huesos, en los procesos hematopoyéticos y estimula el crecimiento. En las plantas, el manganeso mejora el proceso de fotosíntesis y la formación de ácido ascórbico.
Los alimentos vegetales son en la mayoría de los casos más ricos en manganeso que los productos animales. Así, el contenido de manganeso en los productos de cereales alcanza 1-15 mg por 1 kg, en las hojas.
en verduras - 10-20, en frutas - 0,5-1, en leche - 0,02-0,03, en huevos -0,1-0,2, en hígado animal - 2,65-2,98 mg por 1 kg.
Si falta manganeso en el suelo, las plantas enferman y se desarrollan mal, y disminuye el rendimiento de frutas, verduras y otros cultivos. Agregar microfertilizantes que contengan manganeso al suelo ayuda a aumentar el rendimiento.
El requerimiento diario de manganeso de un adulto es de 5 a 10 mg por día.
Los isótopos radiactivos están presentes en el cuerpo humano; son suministrados y excretados continuamente del cuerpo. Existe un equilibrio entre la entrada de compuestos radiactivos al cuerpo y su eliminación del cuerpo. Todos los productos alimenticios contienen isótopos radiactivos de potasio (K40), carbono (C14), hidrógeno (H3) y también radio con sus productos de desintegración.
La concentración más alta se encuentra en el potasio (K40). Los isótopos participan en el metabolismo junto con los no radiactivos.
Se cree que no ha habido grandes cambios en la intensidad de la radiación en la Tierra en tiempos geológicamente recientes, por lo que los reinos animal y vegetal han desarrollado una especie de inmunidad a estos niveles de radiación. Pero los organismos vivos son muy sensibles a concentraciones elevadas. Pequeñas concentraciones aumentan el crecimiento de los organismos vivos, grandes concentraciones provocan la aparición de radicales activos, como resultado de lo cual se alteran las funciones vitales de los órganos y tejidos individuales, así como de todo el organismo en su conjunto.
Durante las explosiones atómicas, los isótopos radiactivos caen sobre la superficie de la Tierra y contaminan la atmósfera, el agua, el suelo y las plantas. Los isótopos radiactivos ingresan al cuerpo humano a través de los alimentos, la atmósfera y el agua.
Se ha establecido que cuando los productos alimenticios se tratan con radiación de isótopos radiactivos, aumenta su vida útil y se retrasa la germinación de la papa. Pero normalmente los alimentos irradiados pueden desarrollar un olor y un sabor específicos, y es posible que se formen sustancias tóxicas. Se requieren experimentos a largo plazo para determinar la seguridad de dichos productos.
Preguntas de control
¿Qué elementos químicos son macroelementos?
¿Qué funciones realizan los minerales en el cuerpo humano?
¿Cuál es el papel del calcio en el cuerpo humano?
¿Qué elementos químicos se clasifican como microelementos y cuáles son sus funciones en el cuerpo humano?
¿Qué papel juega el hierro en el cuerpo humano y qué alimentos lo contienen?
¿Qué consecuencias se pueden observar con la deficiencia de yodo en el cuerpo y cómo se puede evitar?
¿Qué tipos de procesamiento tecnológico de materias primas y productos alimenticios contribuyen a la pérdida de minerales?
Dé ejemplos de la interacción de algunos microelementos y vitaminas.
¿Qué métodos para determinar el contenido de macro y microelementos conoce?
El lino Kukushkin se reproduce: por zoosporas;
semillas en condiciones desfavorables;
disputas; +
aplanosporas.
- Hojas de fresa:
imparipinnado;
trifoliado; +
trifoliado, unifoliado;
unifoliado compuesto. Las abejas obreras son:
individuos asexuales;
hembras con órganos reproductivos subdesarrollados; +
machos con órganos reproductivos subdesarrollados;
Machos y hembras con genitales normalmente desarrollados, pero que temporalmente no se reproducen. Digestión en pólipos de coral:
sólo cavidad;
sólo intracelular;
cavidad e intracelular; +
cavidad, intracelular y externa. Los pterópodos que tienen la capacidad de brillar en la oscuridad se pueden incluir en:
bentos;
neustón;
fitoplancton;
zooplancton. + El ciclo de desarrollo de la mosca azul fue descrito por primera vez por:
Antón Levenguk;
Francisco Redi; +
Henri Fabre;
Luis Pasteur. Las orugas de mariposa tienen:
tres pares de patas torácicas;
tres pares de patas torácicas y cinco pares de patas postizas abdominales; +
ocho pares de patas postizas;
faltan extremidades. El sistema circulatorio de la lanceta:
abierto;
cerrado, hay un círculo de circulación sanguínea; +
cerrado, hay dos círculos de circulación sanguínea;
ausente. Elija los juicios correctos:
- Elija los juicios correctos:
- En los ciclóstomas, el tracto digestivo tiene:
forma de tubo recto;
crecimiento hepático;
crecimientos pilóricos;
válvula espiral. + De peces del orden Esturión no es vista de recorrido:
beluga;
esturión estrellado;
libra esterlina; +
esturión. Durante la evolución de los vertebrados, las glándulas salivales aparecen por primera vez en:
pez pulmonado;
anfibios; +
reptiles;
mamíferos. De los peces del orden del bacalao, viven y desovan solo en cuerpos de agua dulce:
bacalao;
eglefino;
lota; +
abadejo. El origen del ala de un pájaro a partir de la extremidad anterior libre, característica de los vertebrados de cuatro patas, se ilustra claramente con el ejemplo de los polluelos:
avestruz;
kiwi;
hoatzina; +
pingüino Sobre las propiedades aerodinámicas de un pájaro en vuelo. no afectar plumas:
plumas de vuelo;
velloso; +
timoneles;
contorno. Entre las aves, la visión estereoscópica está más desarrollada en las siguientes especies:
insectívoros;
granívoros;
carnívoros; +
planctívoro.
El glicocálix de las células animales está formado por:
proteínas y lípidos;
proteínas y nucleótidos;
proteínas y carbohidratos; +
carbohidratos y nucleótidos.
El proceso por el cual la ameba disentérica absorbe glóbulos rojos:
ósmosis;
pinocitosis;
fagocitosis; +
difusión facilitada.
Los restos de Pithecanthropus fueron descubiertos por primera vez en:
Sudáfrica;
Australia;
Asia Central;
El sudeste de Asia. +
El más antiguo de los ancestros fósiles de los humanos con nombre es:
Neanderthal;
Pitecántropo;
Australopithecus; +
Cromagnon
Organelos que se encuentran en células tanto de procariotas como de eucariotas:
retículo endoplásmico;
mitocondrias;
lisosomas;
ribosomas. +
Los principales componentes de la cromatina en el núcleo eucariota son:
ADN y ARN;
ARN y proteínas;
ADN y proteínas; +
ADN y lípidos. microtúbulos no provee:
mantener la forma de las células;
cambio en la forma de las células; +
movimiento de orgánulos;
Movimiento de los cromosomas durante la división celular. Las proteínas celulares destinadas a la secreción se clasifican y empaquetan en:
lisosomas;
endosomas;
retículo endoplásmico;
Redes trans-Golgi. +
La ubicación de la enzima ATP sintetasa en las mitocondrias es:
matriz;
Espacio Intermembrano;
membrana externa;
membrana interna. +
La oxidación de compuestos orgánicos a CO 2 en las mitocondrias ocurre:
en la matriz; +
en el espacio intermembrana;
en la membrana exterior;
en la membrana interna.
Anticodón contiene:
un nucleótido;
dos nucleótidos;
tres nucleótidos; +
cuatro nucleótidos.
El aceptor final de electrones en el proceso de respiración celular es:
NADH;
agua;
oxígeno; +
ATP.
Propiedad del código genético que aumenta la confiabilidad del almacenamiento y transmisión de información genética:
triplicidad;
versatilidad;
redundancia; +
falta de signos de puntuación.
Los iones de magnesio forman parte de:
hemoglobina;
insulina;
clorofila; +
tiroxina. Las moléculas de ARN capaces de exhibir actividad catalítica se denominan:
ribonucleasas;
ribosomas;
ribozimas; +
ribonucleótidos. Los compuestos llamados macroérgicos son:
caracterizado por la presencia de enlaces covalentes de alta energía;
cuando se rompen determinados enlaces se libera una gran cantidad de energía libre; +
cuya síntesis se produce con el gasto de una gran cantidad de energía;
que al quemarse producen mucho calor.
En el proceso de la fotosíntesis, la fuente de oxígeno, un subproducto, es:
bisfosfato de ribulosa;
glucosa;
agua; +
dióxido de carbono.
El desarrollo de bacterias nitrificantes conduce a:
acidificación del medio ambiente; +
alcalinización del medio ambiente;
neutralización del medio ambiente;
no afecta el pH del ambiente.
Acidophilus se forma como resultado de la fermentación de la leche:
bacterias de ácido láctico; +
levadura;
cultivo mixto de bacterias del ácido láctico y levaduras;
Cultivo mixto de bacterias de ácido láctico y ácido propiónico.
De las siguientes enfermedades es causada por un virus:
cólera;
viruela; +
plaga;
malaria.
De los componentes de las células vegetales, el virus del mosaico del tabaco infecta:
mitocondrias;
cloroplastos; +
centro;
vacuolas
El magnesio es un oligoelemento vital, un metal alcalinotérreo, sin el cual no pueden realizarse las principales etapas del metabolismo. Indicado por el símbolo magnesio, nombre latino magnesio. El elemento fue descubierto en 1755.
El metabolismo (o metabolismo) es la base de la vida de cualquier organismo vivo, es una cascada de reacciones químicas que proporcionan al organismo las sustancias necesarias, así como una cantidad suficiente de energía. En el metabolismo intervienen vitaminas, microelementos, enzimas y muchos otros compuestos. El magnesio participa en muchas reacciones bioquímicas y es uno de los componentes más importantes en la regulación de la mayoría de los procesos fisiológicos. Sin magnesio es imposible activar al menos trescientas enzimas, así como las vitaminas del grupo B. El magnesio participa en todos los tipos de metabolismo: carbohidratos, lípidos y proteínas. Este oligoelemento es necesario para mantener el equilibrio electrolítico.
El magnesio juega un papel especial en el funcionamiento de los tejidos nerviosos y musculares, que tienen actividad eléctrica y conductividad espontánea: el magnesio en este caso regula la permeabilidad de las membranas celulares a otros iones y el funcionamiento adecuado de la bomba potasio/sodio en ellas. El magnesio juega un papel importante en los procesos inmunológicos del cuerpo.
El magnesio participa en la termorregulación del organismo, el metabolismo del calcio, el sodio, el ácido ascórbico, el fósforo, en la síntesis de fosfolípidos, tiene un efecto vasodilatador y previene la agregación de glóbulos rojos. En el organismo, el magnesio está activo en forma de iones de Mg divalentes, ya que sólo de esta forma puede formar compuestos con sustancias orgánicas y realizar sus funciones en procesos bioquímicos.
Requerimiento de magnesio
El requerimiento diario de magnesio del cuerpo es en promedio aproximadamente 400 mg. Para las mujeres embarazadas esta cifra aumenta. hasta 450 mg.Los niños necesitan una ingesta diaria 200 mg microelemento.
En deportistas y personas que realizan una intensa actividad física, la necesidad de magnesio aumenta significativamente. hasta 600 mg/día, especialmente durante largas sesiones de entrenamiento, en situaciones estresantes.
En el cuerpo, el microelemento se distribuye en los tejidos de órganos y sistemas, observándose su mayor concentración en el hígado, huesos, músculos y tejidos del sistema nervioso central y periférico. Entra al cuerpo con alimentos, agua y sal. Se excreta principalmente por los intestinos y, en menor medida, por los riñones.
Para determinar el contenido de iones de magnesio en el organismo se realiza un análisis de sangre, extraído de la vena cubital por la mañana en ayunas, antes de realizar la prueba es necesario abstenerse de tomar sales de magnesio durante al menos tres días. Normalmente esta cifra es: en adultos de 0,66 mmol/l a 1,07 mmol/l (para la categoría 20-60 años) y de 0,66 mmol/l a 0,99 mol/l (para la categoría 60-90 años), en niños de 0,70 mmol/l a 0,95 mmol/l (edad de 5 meses a 6 años) y de 0,70 mmol/l a 0,86 mmol/l (de 6 a 9 años).
La causa de un aumento de la concentración de magnesio en el plasma sanguíneo puede ser insuficiencia renal, insuficiencia suprarrenal y deshidratación de diversos orígenes. Se observa una disminución de la concentración con pancreatitis aguda, ingesta insuficiente de magnesio de los alimentos, en el segundo y tercer trimestre del embarazo, con deficiencia de vitamina D, así como con una mayor función de las glándulas paratiroides y alcoholismo.
Para mantener un nivel normal de magnesio en el plasma sanguíneo, el cuerpo lo toma del llamado "depósito": órganos y tejidos. Por lo tanto, estos indicadores pueden permanecer en el nivel adecuado durante mucho tiempo, es decir, dentro de los límites normales, incluso si ingresa una cantidad insuficiente de magnesio al cuerpo. Un cambio en los niveles normales en el plasma sanguíneo indica un proceso avanzado.
Deficiencia de magnesio
Una serie de síntomas, expresados en mayor o menor medida, pueden indicar una deficiencia de magnesio en el cuerpo. A menudo, a pesar de sentirse mal, las personas no prestan atención a su apariencia, atribuyéndolo todo a una gran carga de trabajo y cansancio. Los trastornos del sueño, el aumento de la fatiga, el llamado "síndrome de fatiga crónica", la pérdida de memoria, los mareos, los dolores de cabeza, la depresión y el llanto, todo esto puede ser consecuencia de una cantidad insuficiente de magnesio.Del sistema cardiovascular es: arritmia, dolor en el pecho. Del tracto gastrointestinal: calambres en el estómago, diarrea. Aparecer dolor "inexplicable" en diversas zonas del cuerpo: encías, extremidades, articulaciones. Convulsiones en los músculos de la pantorrilla, diversos tics, temblores de las extremidades. Hay una mayor fragilidad de las uñas y el cabello, piel seca y caries. La deficiencia prolongada de magnesio aumenta significativamente el riesgo de desarrollar diabetes.
Las mujeres toleran peor la deficiencia de magnesio que los hombres. Esto se debe a la diferente fisiología de hombres y mujeres. Las mujeres necesitan magnesio para la función menstrual y reproductiva normal. Dependiendo de la fase del ciclo menstrual, la concentración de magnesio en el cuerpo femenino varía. Se sabe con certeza que los síntomas del síndrome premenstrual (SPM), a saber: irritabilidad, aumento de peso, hinchazón, escalofríos y otros numerosos fenómenos están asociados específicamente con la deficiencia de magnesio.
El exceso del microelemento magnesio no es menos perjudicial para la salud. En altas concentraciones, el magnesio inhibe la absorción de calcio por parte del cuerpo (el magnesio lo reemplaza). Cuando su concentración en plasma sanguíneo es de 15-18 mg% provoca anestesia. Signos de exceso de magnesio en el organismo: depresión general del sistema nervioso, somnolencia y letargo. También pueden producirse osteoporosis, disminución de la presión arterial y bradicardia (disminución de la frecuencia cardíaca).
Sobredosis
Puede producirse una sobredosis de magnesio con una dosificación incorrecta de preparaciones de magnesio, principalmente con la administración intravenosa. No hay necesidad de preocuparse por el consumo excesivo de alimentos., ya que la dieta diaria contiene principalmente alimentos refinados y pobres en magnesio. Parte del microelemento se pierde durante el tratamiento térmico y la conservación. Por ello, se recomienda consumir verduras y frutas crudas siempre que sea posible. Los residentes de zonas con agua potable blanda no reciben suficiente magnesio.Como se mencionó anteriormente, las fuentes de magnesio para el cuerpo son: alimentos, agua (dura), sal. Los productos ricos en sales de magnesio incluyen: cereales (trigo sarraceno y mijo), legumbres (guisantes, frijoles), sandía, espinacas, lechuga, leche, tahini halva y nueces. Algunos tipos de pan son ricos en este microelemento: el centeno y, en menor medida, el trigo.
El chocolate negro es beneficioso no sólo por sus conocidas propiedades antioxidantes y tónicas, sino también por su alto contenido en magnesio. El contenido de magnesio en los productos cárnicos no es tan alto en comparación con los cereales. Se encuentra muy poca cantidad en manzanas y ciruelas. Los frutos secos son ricos en diversos elementos, incluido el magnesio, especialmente los orejones, los higos y los plátanos. El líder en contenido de magnesio es el sésamo.
Si es necesario, se recetan preparados de magnesio con fines preventivos o terapéuticos, que están disponibles en las farmacias sin receta médica. Sin embargo, no se recomienda empezar a tomar medicamentos por su cuenta sin consultar primero a un especialista. Solo él puede determinar de manera confiable si es necesario tomar estos medicamentos y seleccionará el régimen y la dosis correctos, teniendo en cuenta la edad, la actividad física y el sexo. La corrección nutricional suele ser suficiente.
Interacción con otras sustancias.
En el cuerpo, el magnesio y las preparaciones que lo contienen interactúan con otros micro y macroelementos, al tiempo que ejercen un efecto sinérgico (complementario) o antagónico (opuesto) entre sí. Así, la vitamina B6 mejora la absorción del magnesio y su penetración en la célula. Las sales de calcio reducen la absorción de magnesio en el tracto gastrointestinal si ingresan allí al mismo tiempo, ya que son antagonistas.Será útil saber que los medicamentos que contienen magnesio reducen la absorción y, en consecuencia, la eficacia de los antibióticos de tetraciclina. Por ello, se recomienda mantener un intervalo de tres horas entre la toma de estos medicamentos. El magnesio tiene el mismo efecto sobre los suplementos de hierro y los anticoagulantes tomados por vía oral.
La ciencia que estudia estos elementos es la química. La tabla periódica, a partir de la cual podemos estudiar esta ciencia, nos muestra que hay doce protones y neutrones contenidos en un átomo de magnesio. Esto se puede determinar por el número atómico (es igual al número de protones, y habrá el mismo número de electrones si es un átomo neutro y no un ion).
Las propiedades químicas del magnesio también son estudiadas por la química. La tabla periódica también es necesaria para su consideración, ya que nos muestra la valencia del elemento (en este caso es igual a dos). Depende del grupo al que pertenece el átomo. Además, con su ayuda puedes averiguar que la masa molar del magnesio es veinticuatro. Es decir, un mol de este metal pesa veinticuatro gramos. La fórmula del magnesio es muy simple: no se compone de moléculas, sino de átomos unidos por una red cristalina.
Características del magnesio desde el punto de vista de la física.
Como todos los metales, excepto el mercurio, este compuesto tiene un estado sólido de agregación en condiciones normales. Tiene un color gris claro con un brillo peculiar. Este metal tiene una resistencia bastante alta. Las características físicas del magnesio no terminan ahí.
Considere los puntos de fusión y ebullición. El primero es igual a seiscientos cincuenta grados Celsius, el segundo es mil noventa grados Celsius. Podemos concluir que se trata de un metal bastante fusible. Además, es muy ligero: su densidad es de 1,7 g/cm3.
Magnesio. Química
Conociendo las características físicas de esta sustancia, puedes pasar a la segunda parte de sus características. Este metal tiene un nivel medio de actividad. Esto se puede ver en la serie electroquímica de los metales: cuanto más pasivo es, más a la derecha está. El magnesio es uno de los primeros a la izquierda. Consideremos en orden con qué sustancias reacciona y cómo sucede.
con sencillo
Estos incluyen aquellos cuyas moléculas constan de un solo elemento químico. Esto incluye oxígeno, fósforo, azufre y muchos otros. Primero, veamos la interacción con el oxígeno. Se llama combustión. En este caso se forma un óxido de este metal. Si quemamos dos moles de magnesio y gastamos un mol de oxígeno, obtenemos dos moles de óxido. La ecuación para esta reacción se escribe de la siguiente manera: 2Mg + O 2 = 2MgO. Además, cuando el magnesio se quema al aire libre, también se forma su nitruro, ya que este metal reacciona simultáneamente con el nitrógeno contenido en la atmósfera.
Cuando se queman tres moles de magnesio, se consume un mol de nitrógeno y el resultado es un mol de nitruro del metal en cuestión. La ecuación para este tipo de interacción química se puede escribir de la siguiente manera: 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2.
Además, el magnesio puede reaccionar con otras sustancias simples como los halógenos. La interacción con ellos se produce sólo si los componentes se calientan a temperaturas muy altas. En este caso se produce una reacción de adición. Los halógenos incluyen las siguientes sustancias simples: cloro, yodo, bromo, flúor. Y las reacciones se denominan en consecuencia: cloración, yodación, bromación, fluoración. Como habrás adivinado, como resultado de tales interacciones se pueden obtener cloruro, yoduro, bromuro y fluoruro de magnesio. Por ejemplo, si tomamos un mol de magnesio y la misma cantidad de yodo, obtenemos un mol de yoduro de este metal. Esta reacción química se puede expresar mediante la siguiente ecuación: Mg + I 2 = MgI 2. La cloración se realiza según el mismo principio. Aquí está la ecuación de reacción: Mg + Cl 2 = MgCl 2.
Además, los metales, incluido el magnesio, reaccionan con el fósforo y el azufre. En el primer caso, puede obtener fosfuro, en el segundo, sulfuro (¡no debe confundirse con fosfatos y sulfatos!). Si se toman tres moles de magnesio, se le añaden dos moles de fósforo y se calienta a la temperatura deseada, se forma un mol de fosfuro del metal en cuestión. La ecuación para esta reacción química es la siguiente: 3Mg + 2P = Mg 3 P 2. De la misma forma, si mezclamos magnesio y azufre en proporciones molares iguales y creamos las condiciones necesarias en forma de alta temperatura, obtenemos el sulfuro de este metal. La ecuación para dicha interacción química se puede escribir de la siguiente manera: Mg + S = MgS. Entonces observamos las reacciones de este metal con otras sustancias simples. Pero las características químicas del magnesio no terminan ahí.
Reacciones con compuestos complejos.
Estas sustancias incluyen agua, sales y ácidos. Los metales reaccionan de manera diferente con diferentes grupos. Miremos todo en orden.
magnesio y agua
Cuando este metal interactúa con el compuesto químico más común en la Tierra, se forman óxido e hidrógeno en forma de un gas con un olor fuerte y desagradable. Para llevar a cabo este tipo de reacción, también es necesario calentar los componentes. Si mezclas un mol de magnesio y agua, obtienes la misma cantidad de óxido e hidrógeno. La ecuación de reacción se escribe de la siguiente manera: Mg + H 2 O = MgO + H 2.
Interacción con ácidos
Como otros metales reactivos, el magnesio es capaz de desplazar los átomos de hidrógeno de sus compuestos. Este tipo de proceso se llama En tales casos, los átomos de metal reemplazan a los átomos de hidrógeno y se forma una sal que consiste en magnesio (u otro elemento) y un precipitado ácido. Por ejemplo, si se toma un mol de magnesio y se lo añade a dos moles, se forma un mol del cloruro del metal en cuestión y la misma cantidad de hidrógeno. La ecuación de reacción se verá así: Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2.
Interacción con sales
Ya hemos descrito cómo se forman las sales a partir de ácidos, pero la caracterización del magnesio desde un punto de vista químico también implica considerar sus reacciones con las sales. En este caso, la interacción sólo puede ocurrir si el metal contenido en la sal es menos activo que el magnesio. Por ejemplo, si tomamos un mol de sulfato de magnesio y cobre, obtenemos el sulfato del metal en cuestión y el cobre puro en igual proporción molar. La ecuación para este tipo de reacción se puede escribir de la siguiente manera: Mg + CuSO 4 = MgSO 4 + Cu. Aquí es donde entran en juego las propiedades reconstituyentes del magnesio.
Aplicación de este metal.
Debido a que es superior al aluminio en muchos aspectos: es aproximadamente tres veces más ligero, pero al mismo tiempo dos veces más resistente, se utiliza ampliamente en diversas industrias. En primer lugar, se trata de la industria aeronáutica. En este caso, las aleaciones a base de magnesio ocupan el primer lugar en popularidad entre todos los materiales utilizados. Además, se utiliza en la industria química como agente reductor para extraer ciertos metales de sus compuestos. Debido a que cuando se quema, el magnesio produce un destello muy potente, se utiliza en la industria militar para la fabricación de bengalas, municiones con ruido de destello, etc.
Obtener magnesio
La principal materia prima para ello es el cloruro del metal en cuestión. Esto se hace mediante electrólisis.
Reacción cualitativa a cationes de un metal determinado.
Este es un procedimiento especial diseñado para determinar la presencia de iones de una sustancia. Para probar la solución para detectar la presencia de compuestos de magnesio, puede agregarle carbonato de potasio o sodio. Como resultado, se forma un precipitado blanco que se disuelve fácilmente en ácidos.
¿Dónde se puede encontrar este metal en la naturaleza?
Este elemento químico es bastante común en la naturaleza. Casi el dos por ciento de la corteza terrestre está compuesta de este metal. Se encuentra en muchos minerales, como la carnalita, la magnesita, la dolomita, el talco y el amianto. La fórmula del primer mineral se ve así: KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Parece cristales de color azulado, rosa pálido, rojo descolorido, amarillo claro o transparente.
La magnesita es su fórmula química: MgCO 3. Es de color blanco, pero dependiendo de las impurezas puede tener un tinte gris, marrón o amarillo. La dolomita tiene la siguiente fórmula química: MgCO 3 .CaCO 3 . Es un mineral de color gris amarillento con un brillo vítreo.
El talco y el asbesto tienen fórmulas más complejas: 3MgO.4SiO 2 .H 2 O y 3MgO.2SiO 2 .2H 2 O, respectivamente. Debido a su alta resistencia al calor, se utilizan ampliamente en la industria. Además, el magnesio forma parte de la composición química de la célula y de la estructura de muchas sustancias orgánicas. Veremos esto con más detalle.
El papel del magnesio para el organismo.
Este elemento químico es importante tanto para las criaturas vegetales como animales. El magnesio es simplemente vital para el organismo vegetal. Así como el hierro es la base de la hemoglobina, necesaria para la vida animal, el magnesio es el componente principal de la clorofila, sin la cual una planta no puede existir. Este pigmento participa en el proceso de fotosíntesis, durante el cual se sintetizan nutrientes a partir de compuestos inorgánicos de las hojas.
El magnesio también es muy necesario para el organismo animal. La fracción de masa de este microelemento en la célula es del 0,02 al 0,03%. A pesar de que hay tan poco, cumple funciones muy importantes. Gracias a él, se mantiene la estructura de orgánulos como las mitocondrias, responsables de la respiración celular y la síntesis de energía, así como de los ribosomas, en los que se forman las proteínas necesarias para la vida. Además, forma parte de la composición química de muchas enzimas necesarias para el metabolismo intracelular y la síntesis de ADN.
Para el organismo en su conjunto, el magnesio es necesario para participar en el metabolismo de la glucosa, las grasas y algunos aminoácidos. Además, con la ayuda de este oligoelemento se puede transmitir una señal nerviosa. Además de todo lo anterior, una cantidad suficiente de magnesio en el organismo reduce el riesgo de sufrir infartos, infartos y accidentes cerebrovasculares.
Síntomas de aumento y disminución del contenido en el cuerpo humano.
La falta de magnesio en el cuerpo se manifiesta por síntomas principales como presión arterial alta, fatiga y bajo rendimiento, irritabilidad y falta de sueño, deterioro de la memoria y mareos frecuentes. También puede experimentar náuseas, convulsiones, dedos temblorosos y confusión: estos son signos de un nivel muy bajo de ingesta de este microelemento a través de los alimentos.
La falta de magnesio en el cuerpo provoca frecuentes enfermedades respiratorias, trastornos del sistema cardiovascular y diabetes tipo 2. A continuación, veamos el contenido de magnesio en los productos. Para evitar su deficiencia es necesario saber qué alimentos son ricos en este elemento químico. También es necesario tener en cuenta que muchos de estos síntomas también pueden manifestarse en el caso contrario: un exceso de magnesio en el cuerpo, así como una falta de microelementos como el potasio y el sodio. Por lo tanto, es importante revisar cuidadosamente su dieta y comprender la esencia del problema, lo mejor es hacerlo con la ayuda de un nutricionista.
Como se mencionó anteriormente, este elemento es el componente principal de la clorofila. Por tanto, se puede adivinar que una gran cantidad se encuentra en las verduras: apio, eneldo, perejil, coliflor y col blanca, lechuga, etc. Además, muchos cereales, especialmente trigo sarraceno y mijo, así como avena y cebada. Además, los frutos secos son ricos en este microelemento: anacardos, nueces, cacahuetes, avellanas y almendras. Las legumbres como las judías y los guisantes también contienen grandes cantidades del metal en cuestión.
Una gran cantidad también se encuentra en las algas, por ejemplo en las algas marinas. Si estos productos se consumen en cantidades normales, a su cuerpo no le faltará el metal que se analiza en este artículo. Si no tiene la oportunidad de comer regularmente los alimentos enumerados anteriormente, lo mejor es comprar suplementos nutricionales que contengan este microelemento. Sin embargo, antes de hacer esto, definitivamente debes consultar a tu médico.
Conclusión
El magnesio es uno de los metales más importantes del mundo. Ha encontrado una amplia aplicación en numerosas industrias, desde la química hasta la aviación y la militar. Además, es muy importante desde el punto de vista biológico. Sin él, la existencia de organismos no vegetales ni animales es imposible. Gracias a este elemento químico se lleva a cabo el proceso que da vida a todo el planeta: la fotosíntesis.
Todo empezó con la fotosíntesis. Es interesante observar que la importancia del magnesio para nuestro organismo y las consecuencias de su deficiencia comenzaron a evaluarse al mismo tiempo que se descubrieron los secretos de la fotosíntesis de las plantas, hace apenas unas décadas.
El proceso de formación continua de materia orgánica comenzó hace miles de millones de años, cuando aparecieron en la Tierra pigmentos que provocaban reacciones químicas al absorber la luz solar. El papel decisivo lo desempeñaron las sustancias "fotosensibles" del grupo, formadas a partir de compuestos simples, y el glicerol. Sin embargo, sólo con la aparición del derivado magnésico de la porfirina en forma de clorofila comenzó la historia natural de las formas superiores de vida orgánica. La clorofila tiene la capacidad de llevar a cabo una reacción fotoquímica irreversible, cuya energía se acumula en compuestos bioquímicos estables.
El proceso de fotosíntesis probablemente se desarrolló a finales del período Precámbrico (hace unos 1.000 millones de años). La estructura de la clorofila es muy similar a la estructura del hemo, el componente principal del pigmento sanguíneo. La diferencia es que la clorofila contiene magnesio (ion magnesio) y el hemo, la hemoglobina, contiene magnesio (ion hierro). Este descubrimiento del profesor de la Universidad Jagellónica Leon Marklewski confirmó la conexión entre la evolución de la flora y la fauna.
Las plantas se marchitan cuando hay poco magnesio en el suelo, crecen más lentamente, sus hojas se vuelven pálidas y amarillas prematuramente. Agregar sales de magnesio al suelo devuelve completamente "".
Podemos decir que a una persona le pasa lo mismo, aunque… todo es mucho más complicado. Una persona no puede estar sana si no hay suficiente magnesio en los alimentos. A esta conclusión llegaron los participantes del primer congreso sobre enfermedades causadas por la deficiencia de magnesio. El Congreso tuvo lugar en mayo de 1971 en Vittel. El ion magnesio juega un papel especial en casi todos los procesos que ocurren en el cuerpo. Así, en los procesos inmunológicos actúa como factor antiestrés, antitóxico, antialérgico, antianafiláctico (tipo de sensibilidad), antiinflamatorio, protege de las radiaciones ionizantes, regula la temperatura, estimula y participa en la creación. de anticuerpos. El magnesio tiene un efecto relajante y reduce la sensibilidad del cuerpo. Fue entonces, en el Congreso de Vittel, cuando el profesor Dürlach dijo: "La señal del mundo civilizado moderno es el nivel constantemente decreciente de iones de magnesio".
Parece que las enfermedades de la civilización son causadas en gran medida por la deficiencia de magnesio en el cuerpo humano. Por eso vale la pena echar un vistazo más de cerca al magnesio.
Obtenemos magnesio del suelo, a través de alimentos de origen vegetal y productos obtenidos de animales que se alimentan de plantas. Entonces, entra en nuestro cuerpo tanto magnesio como el que se encuentra en el suelo.
Mientras tanto, hay poco magnesio en el suelo. En el 40% de las tierras polacas hay una deficiencia de magnesio, en el 34% de las tierras el contenido es medio y en menos del 26% el contenido es suficiente o alto. Los fertilizantes artificiales no enriquecen el suelo en absoluto con magnesio o lo reciben muy poco. Por ejemplo, en 1971-1975. La cantidad media de magnesio añadido a las tierras polacas fue de 10 a 12 kg de óxido de magnesio (MgO) por hectárea de tierra cultivada. ¿Es mucho o poco? El trigo con un rendimiento de 40 c/ha debería recibir alrededor de 17 kg de 1 ha de MgO del suelo, y la remolacha azucarera con una cosecha de sólo 350 c/ha debería recibir alrededor de 66 kg.
Por supuesto, la cantidad de fertilizante de magnesio necesaria depende del contenido de magnesio en el suelo y del tipo de plantas que se cultivan. Generalmente es de 130 a 260 kg/ha. De esta cantidad de kieserita (fertilizante de magnesio) pasan al suelo 30-60 kg de óxido de magnesio y, además, 15-31 kg de óxido de potasio. El estiércol contiene un 0,18% de magnesio, lo que significa que si aplicamos 300 kg de estiércol en 1 ha, obtenemos unos 54 kg de Mg. Definitivamente esto no es suficiente.
La clorofila contiene un 2,7% de magnesio. Los iones de magnesio regulan el grado de hidratación celular. Si falta magnesio en las plantas, el proceso de evaporación del agua es limitado, y si hay exceso, la planta absorbe agua intensamente, de modo que el suelo se seca dentro del sistema radicular.
Para aquellos interesados, aquí hay una tabla.
- Efectos sobre las principales funciones corporales: activación de enzimas, síntesis de proteínas, salud de las arterias del corazón, función nerviosa.
- Requerimiento mínimo diario (RDA) y mejores fuentes alimenticias de este mineral: 150 mg - papillas de cereales, platos especiales de pescado, hojas de plantas verdes.
- Sinergismo con aditivos alimentarios y otras vitaminas y minerales (mejora y potenciación de efectos en el organismo): B 6, C, calcio, fósforo.
- Síntomas de deficiencia: falta de crecimiento, calambres en las piernas, nerviosismo.
- Factores que reducen el nivel de este mineral en el organismo: exceso de hierro.
- Características químicas:
- serie N - 12
- peso atómico - 24,32
Cuando se calienta, se quema fácilmente y se convierte en óxido (MgO), magnesia quemada. En este caso, se produce una llamarada de magnesio. Se combina fácilmente con haluros y, cuando se calienta, con azufre y nitrógeno.
El óxido de magnesio es un polvo blanco, fácilmente soluble en ácidos; con agua, el óxido de magnesio forma un hidrato: Mg(OH) 2, que es una base de resistencia media.
La mayoría de las sales de magnesio son muy solubles en agua.
La presencia de iones de magnesio le da al líquido un sabor amargo.¡NÓTESE BIEN! El vecino más cercano del magnesio en el grupo es el calcio, con el que el magnesio entra en reacciones de intercambio. Estos dos elementos se desplazan fácilmente de sus conexiones.
- Información general:
El magnesio es uno de los elementos más comunes en la naturaleza. Especialmente hay mucho cloruro de magnesio en el agua de mar. El agua potable también contiene iones de magnesio.
En el mundo vegetal, el magnesio juega un papel importante como parte de la clorofila. Sin magnesio no puede haber plantas verdes ni animales que se alimentan de ellas. - Fisiología:
El magnesio ingresa al cuerpo con los alimentos, el agua y la sal. Los alimentos vegetales son especialmente ricos en magnesio. Una parte del magnesio ionizado se separa de las sales de magnesio de los alimentos en el estómago y se absorbe en la sangre. La mayor parte de las sales de magnesio poco solubles pasa a los intestinos y solo después de combinarlos con ácidos grasos y alcalinos absorbido en la sangre. Estos compuestos complejos de magnesio se transportan al hígado. Aún no se han estudiado las formas de su posterior distribución por los órganos.
El principal "depósito" de magnesio. Se encuentra en huesos y músculos. Los huesos contienen fosfato de magnesio al 1,5%, el esmalte de los dientes contiene al 0,75% (en dientes cariados, al 0,83-1,88%).La concentración de magnesio en la sangre humana es de 2,3 a 4,0 mg%.
A diario necesidad en magnesio - 0,6 mg.
magnesio normal destaca por los riñones en forma de fosfatos, pero principalmente por los intestinos en una cantidad de 0,2-0,3 mg/día. - Significado:
El magnesio es un componente esencial de todas las células y tejidos, participando junto con iones de otros elementos en manteniendo el equilibrio iónico fluidos corporales.
El magnesio forma parte de las enzimas asociadas al metabolismo del fósforo y los carbohidratos. El magnesio activa la fosfatasa plasmática y ósea y Participa en el proceso de excitabilidad neuromuscular. - Exceso de magnesio y sus manifestaciones:
Grandes dosis de sales de magnesio tienen principalmente un efecto laxante (especialmente el sulfato de magnesio).
Con la administración parenteral de sulfato de magnesio, se observan síntomas: depresión general, letargo, somnolencia, la anestesia se produce con una concentración de magnesio de hasta 15-18 mg% (en lugar de la norma, 4 mg%).
La capacidad de las sales de magnesio para provocar anestesia fue descubierta por primera vez por Meltzer y Auer en 1905.
Un estudio más detallado de este fenómeno reveló que una solución de MgSO 4 al 25% inyectada en el espacio intradural actúa como la cocaína, provocando una anestesia completa. - Deficiencia de magnesio y sus manifestaciones:
Cuando la concentración de magnesio en la sangre disminuye por debajo del límite normal (2,3-4,0 mg), se observan síntomas de excitación del sistema nervioso, incluidas convulsiones.
Una disminución del magnesio en la sangre de los bebés (especialmente con alimentación artificial) puede provocar tetania. Esto se explica por el hecho de que, aunque el contenido de magnesio de la leche de vaca es 4 veces mayor que el de la leche de mujer, el magnesio de la leche de vaca es mucho más difícil de absorber.
En los niños, la depleción de magnesio en la sangre también se observa con el raquitismo y, en este caso, la administración de magnesio a los niños con raquitismo ayuda a mejorar la proporción Ca:P en el cuerpo.
La exclusión del magnesio de una dieta rica en calcio provoca la retención de calcio en todos los tejidos, especialmente en el músculo cardíaco y los riñones, lo que conduce a su calcificación.
