Ioni magnezija su dio čega. Ioni magnezija dio su hemoglobina inzulina. Promjene mineralnih i organskih komponenti koštanog tkiva povezane sa starenjem. Kada se trudnici propisuju dodaci magnezija. Namirnice bogate magnezijem

222kb.18.01.2008 17:03

Mineralni elementi.doc

Minerali
1. Uloga mineralnih elemenata u ljudskom organizmu 1

2. Makroelementi, njihove karakteristike

3. Mikroelementi, njihova svojstva

4. Učinak tehnološke obrade

O mineralnom sastavu prehrambenih proizvoda

5. Metode određivanja minerala
1. Uloga mineralnih elemenata u ljudskom organizmu
Mnogi elementi u obliku mineralnih soli, iona, složenih spojeva i organskih tvari dio su žive tvari i esencijalni su hranjivi sastojci koji se svakodnevno moraju unositi hranom. Sadržaj mineralnih tvari u osnovnim prehrambenim proizvodima dat je u tablici. 5.1.

Kako odrediti nedostatak magnezija u tijelu?

Prvi znak značajnih metala je poništavanje simptoma i ponovno uspostavljanje optimalnog rasta kod goveda. Tijekom vremena, biokemijska istraživanja dovela su do izolacije enzima koji su zahtijevali metalne ione za funkcioniranje, a ubrzo nakon toga ti specifični enzimi mogli su se povezati sa simptomima nedostatka.

Promjene u probavnom sustavu

Interakcije metalnih iona smatraju se štetnima, ali i vrijednima za sustav. Na primjer, rana studija je otkrila da bakar pojačava učinke željeza na ublažavanje anemije kod laboratorijskih štakora hranjenih mliječnom hranom; ovo opažanje je ponovljeno kod kokoši i svinja i ubrzo je privuklo pozornost kliničara, koji su usvojili sličan bimetalni protokol za liječenje anemičnih ljudi. Zajedno s pojavom polupročišćenih dijeta, u isto je vrijeme znanost o prehrani dovedena na prag važnih otkrića o ulozi esencijalnih mineralnih elemenata.

U skladu s preporukom Dijetetske komisije Nacionalne akademije SAD-a, dnevni unos kemijskih elemenata iz hrane trebao bi biti na određenoj razini (tablica 5.2). Isti broj kemijskih elemenata mora se izlučiti iz tijela svaki dan, jer je njihov sadržaj u njemu relativno konstantan.

Mineralni kofaktori sadrže veliku skupinu anorganskih tvari s većinom metalnih iona. Polje metalnih iona uključuje makrometale, metalne ione u tragovima i metaloide. Kada tražimo razlog za njihovu nužnost, moramo razumjeti da su metalni ioni prikladni za izvođenje opasnih kemijskih reakcija na površinama enzima, reakcija koje bi mogle oštetiti osjetljivije bočne lance organskih aminokiselina u enzimu. Na primjer, redoks metali kao što su željezo, mangan i bakar mogu prihvatiti elektrone u svojoj strukturi, privremeno ih zadržati, a zatim ih prenijeti kisiku da formiraju vodu kao način sigurnog uklanjanja elektrona.

Uloga minerala u ljudskom organizmu iznimno je raznolika, unatoč tome što nisu esencijalni sastojak prehrane. Mineralne tvari sadržane su u protoplazmi i biološkim tekućinama te imaju veliku ulogu u osiguravanju stalnog osmotskog tlaka, što je neophodan uvjet za normalno funkcioniranje stanica i tkiva. Dio su složenih organskih spojeva (primjerice hemoglobina, hormona, enzima) i plastični su materijal za izgradnju koštanog i zubnog tkiva. U obliku iona minerali sudjeluju u prijenosu živčanih impulsa, osiguravaju zgrušavanje krvi i druge fiziološke procese organizma.

U biti, treba uzeti u obzir da metalni kofaktor proširuje repertoar dostupnih katalitičkih funkcija i da ga izvode enzimi. Enzimi koji ovise o metalnim ionima kao kofaktorima dijele se u 2 kategorije: enzimi aktivirani metalima i metaloenzimi. Kao što ime sugerira, enzimi aktivirani metalima potaknuti su na veću katalitičku aktivnost prisutnošću mono ili dvovalentnog metalnog iona na vanjskoj strani proteina. Metal može aktivirati supstrat, izravno vezati enzim ili doći u ravnotežu s enzimom koristeći svoj ionski naboj kako bi se postigla povoljnija veza sa supstratom ili bolje katalitičko okruženje.

Ovisno o količini minerala u ljudskom organizmu i prehrambeni proizvodi se dijele na makro- I mikroelemenata. Dakle, ako maseni udio elementa u tijelu prelazi 10 -2%, tada ga treba smatrati makroelementom. Udio mikroelemenata u tijelu je 10 -3 -10 -5%. Ako je sadržaj elementa ispod 10 -5%, smatra se ultramikroelementom. Makroelementi uključuju kalij, natrij, kalcij, magnezij, fosfor, klor i sumpor. Sadrži ih u količinama koje se mjere stotinama i desecima miligrama na 100 g tkiva ili prehrambenog proizvoda. Mikroelementi ulaze u sastav tjelesnih tkiva u koncentracijama izraženim u desetinkama, stotinkama i tisućinkama miligrama i neophodni su za njegovo normalno funkcioniranje. Mikroelemente konvencionalno dijelimo u dvije skupine: apsolutno ili životno neophodne (kobalt, željezo, bakar, cink, mangan, jod, brom, fluor) i tzv. vjerojatno esencijalne (aluminij, stroncij, molibden, selen, nikal, vanadij i neki drugi). Mikroelementi se nazivaju vitalnim ako njihov nedostatak ili nedostatak ometa normalno funkcioniranje tijela.

Raspodjela mikroelemenata u tijelu ovisi o njihovim kemijskim svojstvima i vrlo je raznolika. Željezo je, primjerice, sastavni dio hemoglobina, mioglobina i drugih dišnih pigmenata, odnosno tvari koje sudjeluju u apsorpciji i transportu kisika do svih tkiva u tijelu; atomi bakra uključeni su u aktivno središte niza enzima itd.

Stoga enzimi aktivirani metalima zahtijevaju da metal bude prisutan u suvišku, možda 2-10 puta više od koncentracije enzima. Budući da se metal ne može vezati na trajniji način, enzimi aktivirani metalom obično gube aktivnost tijekom pročišćavanja.

Metaloenzimi, nasuprot tome, imaju metalni kofaktor čvrsto vezan za specifično područje na površini proteina. Uz nekoliko iznimaka, metali u tragovima dolaze u obzir kao kofaktori metaloenzima. Snažno spajanje onemogućuje gubitak metalnog iona dijalizom ili gubitak slabim disocijativnim agensima. Metaloenzimi, međutim, mogu izgubiti svoj metalni kofaktor i postati neaktivni kada se tretiraju kelatorima metala, koji imaju jači afinitet vezanja od enzima i nadvladaju metalni ion enzimskog proteina.

Učinak mikroelemenata može biti i neizravan - kroz njihov utjecaj na intenzitet ili prirodu metabolizma. Tako neki mikroelementi (npr. mangan, cink, jod) utječu na rast, a njihov nedovoljan unos hranom koči normalan tjelesni razvoj djeteta. Ostali mikroelementi (na primjer, molibden, bakar, mangan) uključeni su u reproduktivnu funkciju, a njihov nedostatak u tijelu negativno utječe na ovaj aspekt ljudskog života.

Kao prostetske skupine, metali u metaloenzimima imaju stehiometrijski omjer, predstavljen potpunim integratorom. Metaloenzimi se rijetko pripremaju za povećanje aktivnosti dodavanjem svojih konjugiranih metalnih iona enzimu. Prostorna geometrija također predstavlja problem: metali u prvoj seriji prijelaznih pojava moraju se pridržavati strogih geometrijskih konfiguracija oko mjesta vezanja metala.

S iznimkom onih s cinkom, enzimi s metalima iz prve serije prijelaznih pojava obično su vrlo svijetli; primjerice crvena boja hemoglobina ili plava boja ceruloplazmina vezanog za bakar. Većina enzima željeza kombinira željezo ili kao hem ili kao poseban raspored željeza sa sumpornim skupinama poznatim kao centri željezo-sumpor. Željezo u hemu pokazuje veliku sličnost s ionima magnezija u klorofilu. Kem, koji je u osnovi porfirinski prstenasti sustav sa željezom smještenim u središtu, najčešći je oblik željeza u biološkim proteinima.

Najdeficitarniji minerali u prehrani suvremenog čovjeka su kalcij i željezo, a najzastupljeniji natrij i fosfor.

Nedostatak ili višak bilo koje mineralne tvari u prehrani uzrokuje poremećaj u metabolizmu bjelančevina, masti, ugljikohidrata i vitamina, što dovodi do razvoja niza bolesti. Dolje su navedeni karakteristični (tipični) simptomi nedostatka različitih kemijskih elemenata u ljudskom tijelu: Najčešća posljedica nesklada u količini kalcija i fosfora u prehrani je zubni karijes i gubitak koštane mase. Nedostatak fluora u vodi za piće uništava zubnu caklinu, a nedostatak joda u hrani i vodi dovodi do bolesti štitnjače. Stoga su minerali vrlo važni za eliminaciju i prevenciju niza bolesti.

Najčešći spojevi

Kao sastavni dio željezo-sumpornih centara, željezo se pojavljuje u nekoliko skupina uzoraka s cisteinskim ostacima u enzimima koji omogućuju izravniji kontakt s proteinom. Željezo se na tim mjestima veže za supstrate i također prenosi elektrone te sudjeluje u reakcijama koje uključuju dehidraciju i preraspodjelu. Enzimi sa željezno-sumpornim centrima uključuju ksantin oksidazu, sukcinat dehidrogenazu, akonitazu i dušičnu kiselinu.

Ovaj raspored omogućuje enzimu da ukloni atom vodika iz vrlo stabilne C-H veze. Nemetal može zamijeniti željezo u tim kompleksima. Enzimi s hem grupom obično su crvenkastosmeđe boje. Boja je motivirala početno zanimanje za ove proteine i bila je motivacijski faktor za označavanje hem proteina u mitohondrijima kao "citokroma".

Nabrojimo uzroke metaboličkih poremećaja mineralnih tvari, koji se mogu javiti i pri dovoljnim količinama u hrani:

A) neuravnotežena prehrana (nedovoljne ili prekomjerne količine bjelančevina, masti, ugljikohidrata, vitamina itd.);

Iako samo nekoliko topivih enzima ima željezo kao kofaktor, željezo je posebno istaknuto u proteinima vezanim za membranu koji sadrže putove prijenosa elektrona. Redoks svojstvo željeza igra veliki dio njegove kemije kao kofaktor. Željezo je gotovo uvijek povezano s prijenosom elektrona i često donira elektrone molekuli kisika.

I katalaza i peroksidaza, dva hem enzima, koriste željezo za reakciju s opasnim oksidacijskim agensima. Oba enzima nalaze se u citosolu iu peroksisomima, gdje se tijekom normalnih metaboličkih događaja odvijaju štetne oksidacijske reakcije. Možda najpoznatiji enzim koji sadrži željezo je citokrom c oksidaza, terminalni akceptor elektrona u mitohondrijskom transportnom lancu elektrona i enzim koji je sposoban fisirati molekulu kisika u vodu.

B) korištenje metoda kulinarske obrade prehrambenih proizvoda koje uzrokuju gubitak minerala, na primjer, kod odmrzavanja (u vrućoj vodi) mesa, ribe ili kod uklanjanja dekocija povrća i voća, gdje prolaze topljive soli;

C) nedostatak pravovremene korekcije sastava prehrane kada se potreba tijela za mineralima mijenja zbog fizioloških razloga. Na primjer, kod osoba koje rade u uvjetima povišene temperature okoline povećava se potreba za kalijem, natrijem, klorom i drugim mineralima jer se većina njih izlučuje iz organizma znojenjem;

Uloga magnezija u ljudskom organizmu

Cink je možda najzastupljeniji i najsvestraniji od svih metalnih kofaktora. Više od 300 enzima ima kofaktor cinka. Otprilike 3% genoma sisavaca kodira proteine cinkovog prsta. Kao kofaktor, cink može obavljati i strukturne i katalitičke funkcije. Ovi primjeri ilustriraju zašto je cink važan pratilac enzima i proteina.

Cink se smatra mekim metalom jer se ponaša kao dvovalentni kation bez posebnih geometrijskih preferencija. Možda ova mekoća omogućuje cinku da se prilagodi mnogim različitim fermentacijskim okruženjima. Zbog toga su kompleksi cinka bezbojni, a sam cink se prvenstveno ponaša kao kation. Drugi primjer je upotreba cinka za polarizaciju esterske ili amidne veze, čime se potiče nukleofilni napad vode na spoj, kao u reakcijama kataliziranim karboksipeptidazom i aminopeptidazom.

D) poremećaj apsorpcije minerala u gastrointestinalnom traktu ili povećan gubitak tekućine (na primjer, gubitak krvi).
^ 2. Makroelementi, njihove karakteristike
Kalcij. To je glavna strukturna komponenta kostiju i zuba; ulazi u sastav staničnih jezgri, staničnih i tkivnih tekućina, a neophodan je za zgrušavanje krvi. Kalcij tvori spojeve s proteinima, fosfolipidima, organskim kiselinama; sudjeluje u regulaciji propusnosti staničnih membrana, u procesima prijenosa živčanih impulsa, u molekularnom mehanizmu mišićnih kontrakcija, te kontrolira aktivnost niza enzima. Dakle, kalcij obavlja ne samo plastične funkcije, već također utječe na mnoge biokemijske i fiziološke procese u tijelu.

Bakar je, kao i željezo, redoks metal. Bakreni enzimi, iako manje brojni kao enzimi cinka, obavljaju važne biološke funkcije, uglavnom u citosolu. Najsloženiji enzimi uključuju multicorex oksidaze, koje mogu imati samo 4 ili čak 8 atoma bakra po enzimu. Bakar u tim enzimima postoji u tri različita kemijska okruženja poznata kao mjesta tipa 1, tipa 2 i tipa bakra. Mjesto bakra tipa 1 daje plavu boju ceruloplazminima i drugim proteinima plavog bakra.

Mjesta vezanja bakra u monoksid oksidazi tvore trijadu koja se sastoji od bakra 2 i bakra tipa 3 raspoređenih u jednakokračni trokut. Kisik se veže za ova dva medicinara tipa 3 u bazi trokuta. Zbog svoje sklonosti prihvaćanju elektrona, bakar je snažno oksidacijsko sredstvo u biološkim sustavima. Ova reakcija povezuje metabolizam željeza s bakrom i može objasniti kako nedostatak bakra u željezu sprječava transport željeza i uzrokuje anemiju kod ljudi. Rijetko se od bakra traži da igra samo strukturnu ulogu, a mnogi enzimi koji imaju bakar kao kofaktor koriste metal na aktivnom mjestu.

Kalcij je jedan od teško probavljivih elemenata. Spojevi kalcija koji ulaze u ljudsko tijelo s hranom praktički su netopljivi u vodi. Lužnata sredina tankog crijeva pospješuje stvaranje teško probavljivih spojeva kalcija, a samo djelovanje žučnih kiselina osigurava njegovu apsorpciju.

Asimilacija kalcija u tkivima ne ovisi samo o njegovom sadržaju u hrani, već io omjeru s drugim sastojcima hrane, prije svega s mastima, magnezijem, fosforom i bjelančevinama. S viškom masnoće dolazi do kompeticije za žučne kiseline te se značajan dio kalcija izlučuje iz organizma kroz debelo crijevo. Na apsorpciju kalcija negativno utječe višak magnezija; preporučeni omjer ovih elemenata je 1:0,5. Ako količina fosfora premašuje razinu kalcija u hrani za više od 2 puta, tada se stvaraju topljive soli, koje krv izvlači iz koštanog tkiva. Kalcij ulazi u stijenke krvnih žila, što uzrokuje njihovu krhkost, kao iu tkivo bubrega, što može doprinijeti nastanku bubrežnih kamenaca. Za odrasle osobe preporučeni omjer kalcija i fosfora u hrani je 1:1,5. Teškoće u održavanju ovog omjera uzrokovane su činjenicom da je većina namirnica koje se konzumiraju mnogo bogatija fosforom nego kalcijem. Fitin i oksalna kiselina, sadržani u brojnim biljnim proizvodima, negativno utječu na apsorpciju kalcija. Ovi spojevi tvore netopljive soli s kalcijem.

Istraživanja su povezala ione bakra sa stvaranjem arterija ili angiogenezom. Jedno od najuzbudljivijih otkrića koje tek treba u potpunosti razumjeti jest da uskraćivanje bakra životinji usporava ili čak inhibira rast kancerogenih tumora. Iz prehrambene perspektive, to može značiti da je bakar neophodan za mikrovaskularni razvoj.

Znaš li to

Iako je cink možda najzastupljeniji prijelazni metal u enzimima, mangan je možda najmanje zastupljen, dijelom zato što su kompleksi mangana s proteinima slabo stabilni i lako se odvajaju. Poznati metaloenzimi mangana uključuju piruvat karboksilazu i mangan superoksid dismutazu u mitohondrijima i arginazu u ciklusu uree. Mangan također može djelovati kao kofaktor koji aktivira metal za mnoge enzime koji zahtijevaju magnezij.

Dnevna potreba za kalcijem za odraslu osobu je 800 mg, a za djecu i adolescente - 1000 mg ili više.

Ako je unos kalcija nedovoljan ili ako je njegova apsorpcija u organizmu poremećena (uz nedostatak vitamina D), razvija se stanje nedostatka kalcija. Dolazi do pojačanog uklanjanja iz kostiju i zuba. Kod odraslih se razvija osteoporoza - demineralizacija koštanog tkiva, kod djece je poremećeno formiranje kostura i razvija se rahitis.

Prehrambena razmatranja za nedostatak magnezija

Iako se mangan ne smatra redoks metalom na temelju njegove reaktivnosti, ipak može postojati u 6 oksidacijskih stanja, od kojih tri nisu opažena u biološkim sustavima. Kobalt je pričvršćen u kvadratnom plosnatom rasporedu na prsten sličan homoseksualnom, ali s vrlo posebnim karakteristikama. Za razliku od hema, kobalt ima 2 aksijalna liganda koji su slobodni od proteina, što omogućuje proteinskim skupinama pristup središnjem metalu iznad i ispod ravnine.

Najbolji izvori kalcija su mlijeko i mliječni proizvodi, razni sirevi i svježi sir (100-1000 mg/100 g proizvoda), mladi luk, peršin i grah. Znatno manje kalcija nalazi se u jajima, mesu, ribi, povrću, voću, bobicama (20-40 mg/100 g proizvoda).

Magnezij. Ovaj element je neophodan za aktivnost niza ključnih enzima , osiguravajući metabolizam tijela. Magnezij je uključen u održavanje normalne funkcije živčanog sustava i srčanog mišića; ima vazodilatacijski učinak; potiče izlučivanje žuči; povećava pokretljivost crijeva, što pomaže u uklanjanju toksina iz tijela (uključujući kolesterol).

Zašto je nedostatak magnezija opasan za trudnice?

U jednom oktaedarskom kompleksu, jedan aksijalni položaj obično zauzima jedna benzimidazolna, a druga metilna skupina. Uređaj je jedinstven i omogućuje kobaltu stvaranje veza ugljik-metal s potencijalom za dvije različite reakcije. Na primjer, metilna skupina može se ukloniti kao karbonijev ion, zadržavajući oba elektrona u kobaltu, koji se zatim vraća manje stabilnom.

U preraspodjeli položaja, kobalt zadržava samo jedan elektron i stvara stabilan koion 7 uz oslobađanje slobodnog radikala. Slobodni radikali vrlo su reaktivni i svladavaju energetske barijere koje drugi reaktanti mogu zadržati. Dakle, kemijska svojstva kobalta prenose skupine kao što su ioni karbonija ili visoko reaktivni radikali s ugljičnim središtem. Oba produkta su moguća i objašnjavaju potrebu za kobaltom kao kofaktorom za odvijanje reakcije putem mehanizma slobodnih radikala.

Apsorpciju magnezija otežava prisutnost fitina te višak masnoće i kalcija u hrani. Dnevna potreba za magnezijem nije točno određena; No, smatra se da doza od 200-300 mg/dan sprječava nedostatak (pretpostavlja se da se oko 30% magnezija apsorbira).

S nedostatkom magnezija dolazi do pogoršanja apsorpcije hrane, usporavanja rasta, taloženja kalcija u stijenkama krvnih žila i razvoja niza drugih patoloških pojava. Kod ljudi je manjak iona magnezija zbog prirode prehrane vrlo malo vjerojatan. Međutim, tijekom proljeva može doći do velikih gubitaka ovog elementa; njihove se posljedice osjete ako se u organizam unose tekućine koje ne sadrže magnezij. Kada se koncentracija magnezija u serumu smanji na približno 0,1 mmol/L, može se pojaviti sindrom nalik na delirium tremens: osoba postaje polukoma, osjeća drhtanje mišića, grčeve mišića u području zapešća i stopala te povećanu neuromuskularnu ekscitabilnost kao odgovor na zvuk. , mehanički i vizualni podražaji. Uvođenje magnezija uzrokuje brzo poboljšanje stanja.

Magnezijem je uglavnom bogata biljna hrana. Pšenične posije, razne žitarice (40 - 200 mg/100 g proizvoda), mahunarke, marelice, suhe marelice i suhe šljive sadrže ga u velikim količinama. Malo magnezija ima u mliječnim proizvodima, mesu, ribi, tjestenini, većini povrća i voća (20 - 40 mg/100 g).

Kalij. Oko 90% kalija nalazi se unutar stanica. Ona, zajedno s drugim solima, osigurava osmotski tlak; sudjeluje u prijenosu živčanih impulsa; regulacija metabolizma vode i soli; potiče uklanjanje vode, a time i toksina iz tijela; održava acidobaznu ravnotežu unutarnjeg okruženja tijela; sudjeluje u regulaciji aktivnosti srca i drugih organa; neophodan za funkcioniranje niza enzima.

Kalij se dobro apsorbira iz crijeva, a njegov se višak brzo uklanja iz tijela urinom. Dnevna potreba za kalijem za odraslu osobu je 2000-4000 mg. Povećava se prekomjernim znojenjem, primjenom diuretika, bolestima srca i jetre. Kalij nije nutritivno deficitaran nutrijent, a do nedostatka kalija ne dolazi raznolikom prehranom. Nedostatak kalija u organizmu javlja se kod poremećaja rada neuromuskularnog i kardiovaskularnog sustava, pospanosti, sniženog krvnog tlaka i srčanih aritmija. U takvim slučajevima propisana je dijeta s kalijem.

Većina kalija ulazi u tijelo s biljnom hranom. Njegovi bogati izvori su marelice, suhe šljive, grožđice, špinat, alge, grah, grašak, krumpir, ostalo povrće i voće (100 - 600 mg/100 g proizvoda). Manje kalija sadrže kiselo vrhnje, riža i kruh od vrhunskog brašna (100 - 200 mg/100 g).

Natrij. Natrij se nalazi u svim tkivima i biološkim tekućinama tijela. Uključen je u održavanje osmotskog tlaka u tkivnim tekućinama i krvi; u prijenosu živčanih impulsa; regulacija acidobazne ravnoteže, metabolizam vode i soli; povećava aktivnost probavnih enzima.

Metabolizam natrija opsežno je proučavan zbog njegovih fizioloških svojstava i važnosti za tijelo. Ovaj nutrijent se lako apsorbira iz crijeva. Ioni natrija uzrokuju oticanje koloida tkiva, što uzrokuje zadržavanje vode u tijelu i sprječava njeno otpuštanje. Ukupna količina natrija u izvanstaničnoj tekućini stoga određuje volumen tih tekućina. Porast koncentracije natrija u plazmi dovodi do osjećaja žeđi. U vrućim klimatskim uvjetima i pri teškim fizičkim poslovima dolazi do značajnog gubitka natrija putem znoja te je potrebno unositi sol u organizam kako bi se izgubljena količina nadoknadila.

U osnovi, natrijevi ioni ulaze u organizam preko kuhinjske soli – NaCl. Pretjerana konzumacija natrijevog klorida otežava uklanjanje krajnjih produkata metabolizma topivih u vodi putem bubrega, kože i drugih organa za izlučivanje. Zadržavanje vode u tijelu otežava funkcioniranje kardiovaskularnog sustava i povećava krvni tlak. Stoga je unos soli u prehrani za odgovarajuće bolesti ograničen. Istodobno, pri radu u toplim pogonima ili toplim klimatskim uvjetima povećava se količina natrija (u obliku kuhinjske soli) unesena izvana kako bi se nadoknadio njegov gubitak znojenjem i smanjilo znojenje koje opterećuje funkciju organa. srce.

Natrij je prirodno prisutan u svim namirnicama. Način pripreme prehrambenih proizvoda uvelike određuje konačni sadržaj natrija u njima. Na primjer, smrznuti zeleni grašak sadrži mnogo više natrija od svježeg. Svježe povrće i voće sadrži natrij od manje od 10 mg/kg do 1 g/kg, za razliku od žitarica i sira koji mogu sadržavati natrij u količinama od 10 - 20 g/kg.

Procjena prosječnog dnevnog unosa natrija iz hrane je teška jer njegova koncentracija u hrani jako varira, a osim toga ljudi su navikli dosoljavati hranu. Odrasla osoba dnevno unese do 15 g kuhinjske soli i isto toliko izluči iz organizma. Ova količina znatno premašuje fiziološki potrebnu a određuje se, prije svega, okusom natrijevog klorida i navikom slane hrane. Sadržaj kuhinjske soli u ljudskoj hrani može se smanjiti na 5 g dnevno bez štete po zdravlje. Na oslobađanje natrijevog klorida iz tijela, a time i na potrebu za njim, utječe količina kalijevih soli koje tijelo prima. Biljne namirnice, posebice krumpir, bogate su kalijem i povećavaju izlučivanje natrijevog klorida mokraćom, a samim time i potrebu za njim.

Fosfor. Fosfor se nalazi u svim tkivima tijela, a posebno u mišićima i mozgu. Ovaj element sudjeluje u svim vitalnim procesima tijela. : sinteza i razgradnja tvari u stanicama; regulacija metabolizma; dio je nukleinskih kiselina i niza enzima; neophodan za stvaranje ATP-a.

Fosfor se nalazi u tjelesnim tkivima i prehrambenim proizvodima u obliku fosforne kiseline i njezinih organskih spojeva (fosfata). Najveći dio nalazi se u koštanom tkivu u obliku kalcijevog fosfata, ostatak fosfora je dio mekih tkiva i tekućina. Najintenzivnija izmjena fosfornih spojeva odvija se u mišićima. Fosforna kiselina sudjeluje u izgradnji molekula mnogih enzima, nukleinskih kiselina itd.

Pri dugotrajnom nedostatku fosfora u prehrani organizam koristi vlastiti fosfor iz koštanog tkiva. To dovodi do demineralizacije kostiju i poremećaja njihove strukture – razrjeđivanja. Kada je tijelo osiromašeno fosforom, mentalna i fizička izvedba se smanjuje, bilježe se gubitak apetita i apatija.

Dnevna potreba za fosforom za odrasle je 1200 mg. Povećava se većim tjelesnim ili psihičkim naporom, te određenim bolestima.

Velike količine fosfora nalaze se u proizvodima životinjskog podrijetla, osobito jetri, kavijaru, kao i žitaricama i mahunarkama. Njegov sadržaj u ovim proizvodima kreće se od 100 do 500 mg na 100 g proizvoda. Bogat izvor fosfora su žitarice (zobene pahuljice, biserni ječam), sadrže 300-350 mg fosfora/100 g. Međutim, fosforni spojevi se apsorbiraju iz biljne hrane lošije nego kod konzumiranja hrane životinjskog podrijetla.

Sumpor. Važnost ovog elementa u prehrani određena je, prije svega, činjenicom da je dio proteina u obliku aminokiselina koje sadrže sumpor. (metionin i cistin), a također je sastavni dio nekih hormona i vitamina.

Kao komponenta aminokiselina koje sadrže sumpor, sumpor sudjeluje u procesima metabolizma proteina, a potreba za njim naglo se povećava tijekom trudnoće i rasta tijela, popraćena aktivnim uključivanjem proteina u nastala tkiva, kao i tijekom upalni procesi. Aminokiseline koje sadrže sumpor, posebno u kombinaciji s vitaminima C i E, imaju izraženo antioksidativno djelovanje. Uz cink i silicij, sumpor određuje funkcionalno stanje kose i kože.

Klor. Ovaj element sudjeluje u stvaranju želučanog soka, stvaranju plazme i aktivira niz enzima. Ovaj nutrijent se lako apsorbira iz crijeva u krv. Od interesa je sposobnost klora da se taloži u koži, zadržava u tijelu kada se unese u prekomjernoj količini i izlučuje kroz znoj u značajnim količinama. Klor se iz organizma izlučuje uglavnom urinom (90%) i znojem.

Poremećaji u metabolizmu klora dovode do razvoja edema, nedovoljnog izlučivanja želučanog soka itd. Naglo smanjenje sadržaja klora u tijelu može dovesti do ozbiljnog stanja, čak i smrti. Povećanje njegove koncentracije u krvi događa se kada je tijelo dehidrirano, kao i kada je poremećena funkcija izlučivanja bubrega.

Dnevna potreba za klorom je oko 5000 mg. Klor ulazi u ljudsko tijelo uglavnom u obliku natrijevog klorida kada se dodaje hrani.
^ 3. Mikroelementi, njihova svojstva
Željezo. Ovaj element je neophodan za biosintezu spojeva koji osiguravaju disanje i hematopoezu; uključen je u imunobiološke i redoks reakcije; dio je citoplazme, stanične jezgre i niza enzima.

Asimilaciju željeza sprječavaju oksalna kiselina i fitin. Za apsorpciju ove hranjive tvari potreban je vitamin B12. Askorbinska kiselina također potiče apsorpciju željeza, jer se željezo apsorbira kao dvovalentni ion.

^ Nedostatak željeza u tijelu može dovesti do razvoja anemije, poremećena je izmjena plinova i stanično disanje, odnosno temeljni procesi koji osiguravaju život. Razvoj stanja nedostatka željeza potiče: nedovoljan unos željeza u tijelo u probavljivom obliku, smanjena sekretorna aktivnost želuca, nedostatak vitamina (osobito B 12 , folna i askorbinska kiselina) i niz bolesti koje uzrokuju gubitak krvi.

Potrebe za željezom odrasle osobe (14 mg/dan) više su nego zadovoljene uobičajenom prehranom. Međutim, kada koriste kruh od finog brašna, koji sadrži malo željeza, gradski stanovnici često osjećaju nedostatak željeza. Treba uzeti u obzir da proizvodi od žitarica bogati fosfatima i fitinom stvaraju slabo topljive spojeve sa željezom i smanjuju njegovu asimilaciju u tijelu.

Željezo je široko rasprostranjen element. Nalazi se u iznutricama, mesu, jajima, grahu, povrću i bobičastom voću. Međutim, željezo se u lako probavljivom obliku nalazi samo u mesnim proizvodima, jetri (do 2000 mg/100 g proizvoda) i žumanjku.

Bakar. Bakar je bitan element u ljudskom metabolizmu, igra ulogu u formiranju crvenih krvnih zrnaca, oslobađanju željeza iz tkiva i razvoju kostura, središnjeg živčanog sustava i vezivnog tkiva.

Budući da je bakar široko rasprostranjen u hrani, malo je vjerojatno da će ljudi, uz mogući izuzetak dojenčadi koja se hrane isključivo mliječnim proizvodima, ikada razviti oblik pothranjenosti povezane s bakrom.

Konzumacija pretjerano velikih doza bakra kod ljudi dovodi do iritacije i korozije sluznice, širokog oštećenja kapilara, oštećenja jetre i bubrega te iritacije središnjeg živčanog sustava. Dnevna potreba za ovim elementom je oko 2 mg. Izvori bakra uključuju hranu kao što su jetra, žumanjak i zeleno povrće.

Jod. Jod je bitan element uključen u stvaranje hormona tiroksina. Uz nedostatak joda razvija se gušavost - bolest štitnjače.

Potrebe za jodom kreću se od 100-150 mcg dnevno. Sadržaj joda u prehrambenim proizvodima obično je nizak (4-15 μg%). Morski plodovi su najbogatiji jodom. Dakle, u morskoj ribi sadrži oko 50 mcg/100 g, u jetri bakalara do 800, u morskoj travi, ovisno o vrsti i vremenu sakupljanja - od 50 mcg do 70 000 mcg/100 g proizvoda. Ali moramo uzeti u obzir da se tijekom dugotrajnog skladištenja i toplinske obrade hrane gubi značajan dio joda (od 20 do 60%).

Sadržaj joda u kopnenim biljnim i životinjskim proizvodima jako ovisi o njegovoj količini u tlu. U područjima gdje ima malo joda u tlu, njegov sadržaj u prehrambenim proizvodima može biti 10 - 100 puta manji od prosjeka. Stoga na ovim prostorima Za prevenciju gušavosti kuhinjskoj soli dodajte malu količinu kalijevog jodata (25 mg na 1 kg soli). Rok trajanja takve jodirane soli nije duži od 6 mjeseci, jer pri skladištenju soli jod postupno isparava.

Fluor. Uz nedostatak ovog elementa razvija se zubni karijes (uništavanje zubne cakline). Višak fluora također ima negativan učinak na tijelo, jer soli fluora, nakupljajući se u kostima, uzrokuju promjenu boje i oblika zuba, osteohondrozu, a nakon toga ogrubljenje zglobova i njihova nepokretnost, koštane izrasline. Razlika između korisnih i štetnih doza fluorida toliko je mala da se mnogi istraživači protive fluorizaciji vode.

Fluorid koji se unese s vodom gotovo se potpuno apsorbira, dok se fluor iz hrane apsorbira u manjoj mjeri. Apsorbirani fluorid ravnomjerno se raspoređuje po tijelu. Zadržava se uglavnom u kosturu, a mala količina taloži se u zubnom tkivu. U visokim dozama fluor može uzrokovati poremećaj metabolizma ugljikohidrata, lipida, proteina, kao i metabolizma vitamina, enzima i mineralnih soli.

Procjene dnevnog unosa fluorida u prehrani provedene su u raznim zemljama; za odrasle ta vrijednost varira od 0,2 do 3,1 mg; za djecu u dobnoj skupini od 1 do 3 godine unos fluora procijenjen je na 0,5 mg/dan.

Gotovo svi prehrambeni proizvodi sadrže barem tragove ovog elementa. Sve vrste vegetacije sadrže određenu količinu fluora, koji dobivaju iz tla i vode. Visoke razine fluorida nalaze se u određenim namirnicama, posebice ribi, nekom povrću i čaju. Upotreba fluorirane vode u postrojenjima za preradu hrane često može udvostručiti razine fluorida u gotovim proizvodima.

Za prevenciju i liječenje zubnog karijesa koriste se razne paste za zube, praškovi, eliksiri, žvakaće gume i sl. kojima se dodaje fluor, uglavnom u anorganskom obliku. Ti se spojevi obično dodaju pastama za zube, obično u koncentracijama od oko 1 g/kg.

Krom. Čini se da je ovaj element neophodan za metabolizam glukoze i lipida te za korištenje aminokiselina u nekim sustavima. Važan je i za prevenciju blažih oblika dijabetesa i ateroskleroze kod ljudi.

Krom se apsorbira i iz gastrointestinalnog trakta i iz respiratornog trakta. Apsorbirana količina nije ista za svaki od ovih sustava i ovisi o obliku kroma. Trovalentni krom je osnovni oblik elementa za ljude, šestovalentni krom je otrovan. Krom se distribuira po tkivima ljudskog tijela u različitim, ali obično niskim koncentracijama. Razina kroma u svim tkivima osim u plućima opada s godinama. Najveće količine kroma kod ljudi nakupljaju se u koži, mišićima i masnom tkivu. Homeostatski mehanizmi, uključujući transportne mehanizme u jetri i crijevima, sprječavaju prekomjerno nakupljanje trovalentnog kroma. Krom se polako izlučuje iz organizma, uglavnom putem urina.

Danas se smatra normalnim unos oko 150 mg kroma dnevno. Posebno je koristan za starije osobe, čije tijelo ne probavlja dobro ugljikohidrate, a krom pospješuje metaboličke procese upravo ovih spojeva. Anorganski krom se slabo apsorbira, puno lakše u organskim spojevima, odnosno u obliku u kojem se nalazi u živim organizmima.

Hrana uvelike varira u razinama kroma, u rasponu od 20 do 550 µg/kg. Bogati izvori kroma su pivski kvasac i jetra (10-80 mcg/100 g). Ovaj element se u manjim količinama nalazi u oguljenom krumpiru, govedini, svježem povrću, integralnom kruhu i siru.

Mangan. Mangan je potreban kao kofaktor u brojnim enzimskim sustavima; igra ulogu u pravilnom funkcioniranju flavoproteina, u sintezi sulfoniranih mukopolisaharida, kolesterola, hemoglobina i u mnogim drugim metaboličkim procesima. Od unesenog mangana apsorbira se samo oko 3%.

Apsorpcija mangana usko je povezana s apsorpcijom željeza. Potreba za manganom je 0,2 -0,3 mg po 1 kg ljudske težine dnevno. Najviše mangana ima u brusnicama i čaju, nešto manje u kestenu, kakaovcu, povrću i voću (100-200 mcg/100 g).

^ Nikal. Nikal je relativno nedavno prepoznat kao esencijalni element u tragovima. Sada je utvrđena njegova uloga koenzima u metabolizmu željeza. Istovremeno, povećanje unosa željeza u organizam prati i povećanje potrebe za niklom iz hrane. Osim toga, nikal potiče apsorpciju bakra, još jednog elementa bitnog za hematopoezu. Važnost nikla za hranu ili nikla izoliranog iz prirodnih proizvoda naglašava činjenica da su sintetski spojevi ovog elementa kancerogeni.

Nikal je prisutan u većini namirnica, ali u koncentracijama ispod (a često i znatno ispod) 1 mg/kg. Zabilježeno je da se unos nikla hranom kreće od manje od 200 do 900 µg/dan. Normalna prehrana osigurava oko 400 mcg/dan. Pokazalo se da je sadržaj nikla u vinu 100, au pivu 50 µg/l.

Cinkov. Ovaj mikroelement, kao koenzim, uključen je u širok spektar reakcija biosinteze proteina (više od 70) i metabolizma nukleinskih kiselina (uključujući procese replikacije i transkripcije DNA), koji prvenstveno osiguravaju rast i pubertet organizma. Istovremeno, cink je, uz mangan, specifičan mikroelement koji utječe na stanje spolne funkcije, i to na aktivnost pojedinih spolnih hormona, spermatogenezu, razvoj muških spolnih žlijezda i sekundarnih spolnih obilježja. Osim toga, nedavno se razmatra uloga cinka u prevenciji hipertrofičnih procesa u prostati.

Cink zajedno sa sumporom sudjeluje u procesima rasta i obnove kože i kose. Uz mangan i bakar, cink značajno doprinosi percepciji okusa i mirisa. Cink je esencijalni sastojak molekule inzulina, a njegova je razina smanjena u bolesnika s dijabetesom. Vrlo je važno da je ovaj element u tragovima koenzim alkohol dehidrogenaze, koji osigurava metabolizam etilnog alkohola. U isto vrijeme, razina apsorpcije cinka u kroničnom alkoholizmu oštro je smanjena. Takozvano "noćno sljepilo" (tj. oštećenje noćnog vida) može se razviti ne samo u nedostatku vitamina A, već i cinka. Cink zajedno s vitaminom B 6 osigurava metabolizam nezasićenih masnih kiselina i sintezu prostaglandina.

Cink je vrlo važan za procese probave i apsorpciju hranjivih tvari. Dakle, cink osigurava sintezu najvažnijih probavnih enzima u gušterači, a također sudjeluje u stvaranju hilomikrona - transportnih čestica, u kojima se prehrambene masti mogu apsorbirati u krv. Cink je, uz vitamine B skupine, važan regulator funkcija živčanog sustava. U stanjima nedostatka cinka mogu se javiti emocionalni poremećaji, emocionalna nestabilnost, razdražljivost, au vrlo teškim slučajevima i disfunkcija malog mozga. Konačno, skuplja se sve više dokaza u prilog sudjelovanja cinka u procesima sazrijevanja limfocita i staničnih imunoloških odgovora.

Dnevna potreba za cinkom je 8000-22000 mcg%. Prilično je zadovoljna svojom uobičajenom prehranom. Prosječan dnevni unos cinka samo iz vode za piće je oko 400 mcg. Sadržaj cinka u prehrambenim proizvodima obično se kreće od 150-25000 µg%. Međutim, u jetri, mesu i mahunarkama doseže 3000 - 5000 mcg%. Ponekad djeca i adolescenti koji ne konzumiraju dovoljno životinjskih proizvoda mogu osjetiti nedostatak cinka.

^ Selen. Još sredinom 20.st. Selen ne samo da nutricionistička znanost nije razmatrala, nego ga je čak smatrala vrlo toksičnim elementom s kancerogenim svojstvima. Međutim, već 60-ih godina. utvrđeno je da S nedostatkom selena, kardiovaskularni sustav pati, koja se očituje progresivnom aterosklerozom i slabošću srčanog mišića, a u stanjima kroničnog nedostatka selena može se razviti praktički neizlječiva kardiomiopatija. Nedavno je na razini modernih istraživanja potvrđeno jedno od važnih zapažanja drevne kineske medicine, koje ukazuje da Adekvatna opskrbljenost organizma selenom usporava proces starenja i dovodi do dugovječnosti . Zanimljivo je primijetiti da su poznate ljekovite sorte zelenog čaja, koje su u svrhu postizanja zdravlja i dugovječnosti isporučivane carskim palačama u staroj Kini, uzgajane u tim planinskim pokrajinama, u čijem se tlu danas utvrđuje visok sadržaj selena pomoću modernim analitičkim metodama.

Nakon otkrića selena, utvrđeno je da vitamin E i selen djeluju na različite dijelove istog procesa i strogo su komplementarni, odnosno da im se antioksidativna aktivnost naglo povećava kada se koriste zajedno. Sinergizam oba antioksidansa posebno je zanimljiv u kontekstu antikancerogenog djelovanja. Tako je pokazano da primjena pripravaka selena istovremeno s vitaminom E značajno pojačava antikarcinogeni učinak protiv eksperimentalnih tumora.

Unos selena hranom ovisi o uvjetima i prirodi konzumiranja hrane te o razini selena u prehrambenim proizvodima. Povrće i voće općenito su slab izvor selena, za razliku od žitarica, proizvoda od žitarica, mesa (posebno mesa organa) i plodova mora koji sadrže značajne količine selena. obično mnogo veći od 0,2 mg/kg na bazi svježe težine . Kemijski sastav tla i sadržaj selena u njemu značajno utječu na količinu selena u zrnu, koja varira od 0,04 mg/kg do 21 mg/kg.

Molibden. Ukupna količina molibdena u tijelu odraslog čovjeka je oko 7 mg. Sadržaj molibdena u krvi je oko 0,5 mcg na 100 ml. Veće koncentracije ovog elementa utvrđene su kod ljudi koji žive u regijama gdje je tlo najbogatije spojevima ovog metala. Tako su u nekim regijama Armenije zabilježeni česti slučajevi gihta među stanovnicima koji se hrane uglavnom lokalnim proizvodima, u kojima su pronađene izrazito visoke razine molibdena. Njegov sadržaj u prehrani stanovnika ovog kraja bio je 10 -15 mg. U drugim područjima, gdje su slučajevi gihta bili rjeđi, ljudi su hranom dobivali samo 1-2 mg molibdena dnevno.

Molibden je sastavni dio niza enzima, kao što su ksantin oksidaza, aldehid oksidaza i sulfat oksidaza. Poznato je da molibden inhibira razvoj karijesa.

Procijenjena dnevna potreba za molibdenom je 2 mcg po 1 kg tjelesne težine. U Rusiji je dnevna potrošnja molibdena 0,27 mg.

Molibdenom su najbogatije razne vrste povrća (primjerice mahunarke) i unutarnji organi životinja.

Kobalt. Biološki učinak kobalta poznat je od 1948. godine, kada su znanstvenici Rickes i Smith otkrili da je atom kobalta središnji u molekuli vitamina B 12. Maksimalna koncentracija kobalta u tkivima je oko 100 mcg/kg. Ukupan sadržaj kobalta u tijelu odraslog čovjeka iznosi 5 mg. Čovjek hranom dnevno unosi 5,63 -7,94 mcg kobalta, od čega se apsorbira 73 - 97%.

Prosječna dnevna potreba za kobaltom je 60 mcg po 1 kg tjelesne težine. Smatra se da čovjek treba kobalt samo u obliku cijanokobalamina (vitamin B 12). U nekim se zemljama spojevi kobalta koriste kao prehrambeni aditiv u pivu za stabilizaciju pjene. Međutim, pokazalo se da je upravo ovaj aditiv uzrok srčanih bolesti među konzumentima piva. Stoga je sada napuštena upotreba spojeva kobalta u obliku prehrambenih aditiva.
^ 4 Utjecaj tehnološke obrade na mineralni sastav prehrambenih proizvoda
Pri preradi prehrambenih sirovina u pravilu dolazi do smanjenja sadržaja mineralnih tvari (osim Na koji se dodaje u obliku kuhinjske soli). U biljnim proizvodima gube se s otpadom. Tako se smanjuje sadržaj niza makro- i posebno mikroelemenata pri dobivanju žitarica i brašna nakon prerade zrna, budući da uklonjene ljuske i klice sadrže više ovih sastojaka nego u cijelom zrnu. U nastavku je data usporedna analiza mineralnog sastava u vrhunskom pšeničnom brašnu i brašnu od cjelovitog zrna (sadržaj elemenata je izražen u mg/100 g proizvoda):

Na primjer, zrna pšenice i raži u prosjeku sadrže oko 1,7% elemenata pepela, dok se brašno, ovisno o sorti, kreće od 0,5 (u najvišem stupnju) do 1,5% (u tapetama). Guljenjem povrća i krumpira gubi se od 10 do 30% minerala. Ako se podvrgnu toplinskom kuhanju, tada se ovisno o tehnologiji (kuhanje, prženje, pirjanje) gubi još 5 do 30%.

Meso, riba i proizvodi od peradi prvenstveno gube makronutrijente poput kalcija i fosfora kada se meso odvoji od kostiju.

Tijekom termičkog kuhanja (kuhanje, prženje, pirjanje) meso gubi od 5 do 50% minerala. Međutim, ako se obrada provodi u prisustvu kostiju koje sadrže puno kalcija, tada je moguće povećati sadržaj kalcija u kuhanim mesnim proizvodima za 20%.

U tehnološkom procesu, zbog nedovoljno kvalitetne opreme, određena količina mikroelemenata može prijeći u konačni proizvod. Dakle, kod pravljenja kruha tijekom pripreme tijesta kao rezultat kontakta tijesta s opremom sadržaj željeza može se povećati za 30%. Ovaj postupak je nepoželjan, jer toksični elementi sadržani kao nečistoće u metalu također mogu prijeći u proizvod zajedno sa željezom. Prilikom skladištenja konzervirane hrane u limenim montažnim (odnosno zalemljenim) limenkama s loše izrađenim lemom ili oštećenjem zaštitnog sloja laka, u proizvod mogu prijeći vrlo toksični elementi kao što su olovo, kadmij i kositar.

Treba napomenuti da brojni metali, poput željeza i bakra, čak iu malim koncentracijama mogu uzrokovati neželjenu oksidaciju proizvoda. Njihove katalitičke oksidativne sposobnosti posebno su izražene u odnosu na masti i masne proizvode. Tako, primjerice, kada je koncentracija željeza iznad 1,5 mg/kg, a bakra 0,4 mg/kg tijekom dugotrajnog skladištenja maslaca i margarina, ti metali uzrokuju užeglost proizvoda. Prilikom skladištenja pića u prisutnosti željeza iznad 5 mg/l i bakra iznad 1 mg/l, pod određenim uvjetima često se može uočiti zamućenje pića.
^ 5. Metode određivanja minerala
Za analizu mineralnih tvari uglavnom se koriste fizikalno-kemijske metode - optičke i elektrokemijske.

Gotovo sve ove metode zahtijevaju posebnu pripremu uzoraka za analizu, koja se sastoji od prethodne mineralizacije objekta istraživanja. Mineralizacija se može provesti na dva načina: "suho" i "mokro". “Suha” mineralizacija uključuje pougljenje, spaljivanje i kalcinaciju ispitnog uzorka pod određenim uvjetima. “Mokra” mineralizacija također uključuje tretiranje predmeta istraživanja koncentriranim kiselinama (najčešće HNO 3 i H 2 SO 4).

^ Spektralne metode analize.

Fotometrijska analiza(molekularna apsorpcijska spektroskopija). Koristi se za određivanje bakra, željeza, kroma, mangana, nikla i drugih elemenata. Metoda apsorpcijske spektroskopije temelji se na apsorpciji zračenja od strane molekula tvari u ultraljubičastom, vidljivom i infracrvenom području elektromagnetskog spektra. Analiza se može provesti spektrofotometrijskim ili fotoelektrokolorimetrijskim metodama.

Fotoelektrokolorimetrija je analiza koja se temelji na mjerenju apsorpcije monokromatskog zračenja u vidljivom području spektra obojenim otopinama. Mjerenja se provode pomoću fotoelektrokolorimetara opremljenih uskopojasnim svjetlosnim filterima. Ako ispitivana tvar nije obojena, mora se pretvoriti u obojeni spoj provođenjem kemijske reakcije s određenim reagensima (fotometrijska analitička reakcija).

Spektrofotometrija je metoda analize koja se temelji na mjerenju apsorpcije monokromatskog zračenja u ultraljubičastom, vidljivom i infracrvenom području spektra. Takva se mjerenja provode pomoću spektrofotometara, gdje se kao monokromatizatori koriste disperzne prizme i difrakcijske rešetke.

Kvantitativna analiza iona od interesa obično se provodi metodom kalibracijske krivulje.

Spektralna analiza emisije. Metode spektralne analize emisije temelje se na mjerenju valne duljine, intenziteta i drugih karakteristika svjetlosti koju emitiraju atomi i ioni tvari u plinovitom stanju. Emisijska spektralna analiza omogućuje određivanje elementarnog sastava anorganskih i organskih tvari.

Intenzitet spektralne linije određen je brojem pobuđenih atoma u izvoru pobude, koji ne ovisi samo o koncentraciji elementa u uzorku, već i o uvjetima pobude. Uz stabilan rad izvora pobude, odnos između intenziteta spektralne linije i koncentracije elementa (ako je dovoljno niska) je linearan, tj. u ovom slučaju se kvantitativna analiza može provesti i metodom kalibracijskog grafa. .

Najčešće korišteni izvori pobude su električni luk, iskra i plamen. Temperatura luka doseže 5000 - 6000°C. U luku je moguće dobiti spektar gotovo svih elemenata. Tijekom iskričastog pražnjenja razvija se temperatura od 7000 - 10000°C i svi elementi su pobuđeni. Plamen proizvodi prilično svijetao i stabilan spektar emisije. Metoda analize koja koristi plamen kao izvor pobude naziva se analiza emisije plamena. Ovom se metodom određuje preko četrdeset elemenata (alkalijski i zemnoalkalijski, Cu 2, Mn 2 itd.).

^ Atomska apsorpcijska spektroskopija . Metoda se temelji na sposobnosti slobodnih atoma elemenata u plamenim plinovima da apsorbiraju svjetlosnu energiju na valnim duljinama karakterističnim za svaki element.

U atomskoj apsorpcijskoj spektroskopiji gotovo je potpuno isključena mogućnost preklapanja spektralnih linija različitih elemenata, jer je njihov broj u spektru znatno manji nego u emisijskoj spektroskopiji.

Smanjenje intenziteta rezonantnog zračenja u uvjetima atomske apsorpcijske spektroskopije podliježe eksponencijalnom zakonu opadanja intenziteta ovisno o debljini sloja i koncentraciji tvari, slično Bouguer-Lambert-Beerovom zakonu

Konstantnost debljine sloja koji apsorbira svjetlost (plamena) postiže se pomoću posebno dizajniranih plamenika. Metode atomske apsorpcijske spektralne analize naširoko se koriste za analizu gotovo svakog tehničkog ili prirodnog objekta, osobito u slučajevima kada je potrebno odrediti male količine elemenata.

Metode za određivanje atomske apsorpcije razvijene su za više od 70 elemenata.

^ 2. Elektrokemijske metode analize.

Ionometrija. Metoda se koristi za određivanje iona K ,Na ,ca 2 , Mn 2 , F - , ja - , Cl - itd.

Metoda se temelji na korištenju ion-selektivnih elektroda čija je membrana propusna za određenu vrstu iona (otuda u pravilu visoka selektivnost metode).

Kvantitativni sadržaj iona koji se određuje provodi se pomoću kalibracijskog grafikona, koji se ucrtava u E - pC koordinatama, ili metodom adicija. Standardna adicijska metoda preporučuje se za određivanje iona u složenim sustavima koji sadrže visoke koncentracije stranih tvari.

Polarografija. Metoda polarografije izmjenične struje koristi se za određivanje toksičnih elemenata (živa, kadmij, olovo, bakar, željezo).

Metoda se temelji na proučavanju strujno-naponskih krivulja dobivenih tijekom elektrolize elektrooksidirajuće ili elektroredukcijske tvari. Kao indikatorska elektroda u polarografiji najčešće se koristi živona kapljična elektroda, ponekad čvrste mikroelektrode - platina, grafit. Kao referentna elektroda koristi se ili živa izlivena na dno elektrolizatora ili zasićena polućelija kalomela.

S porastom napona dolazi trenutak kada se svi ioni koji zbog difuzije ulaze u elektrodu odmah isprazne i njihova koncentracija u prielektrodnom sloju postaje konstantna i praktički jednaka nuli. Struja koja u tom trenutku teče krugom naziva se granična difuzijska struja.

Kvantitativna polarografska analiza temelji se na korištenju izravne proporcionalne ovisnosti veličine difuzijske struje o koncentraciji elementa koji se određuje.

^ MINERALNI ELEMENTI

Mineralni (pepeo) elementi nalaze se u prehrambenim proizvodima u obliku organskih i anorganskih spojeva. Nalaze se u mnogim organskim

tvari raznih klasa - bjelančevine, masti, glikozidi, enzimi itd. Obično se mineralni elementi određuju u pepelu nakon spaljivanja prehrambenih proizvoda, jer je prilično teško točno odrediti koje su tvari i u kojoj količini ti elementi uključeni.

Uloga mineralnih elemenata u životu ljudi, životinja i biljaka je ogromna: svi fiziološki procesi u živim organizmima odvijaju se uz sudjelovanje tih elemenata. Tako u tijelu čovjeka i životinja mineralni elementi sudjeluju u plastičnim procesima, stvaranju i izgradnji tkiva, u metabolizmu vode, u održavanju osmotskog tlaka krvi i drugih tjelesnih tekućina, u održavanju acidobazne ravnoteže u organizmu i dio su kompleksa tvari koje izgrađuju žive stanice protoplazme, dio nekih endokrinih žlijezda itd.

Mineralni sastav organizama mijenja se s godinama; Starenjem se uočava mineralizacija organizama. Tako novorođenčad sadrži oko 34 g minerala po 1 kg tjelesne težine, au odrasloj osobi sadržaj tih tvari raste na 43 g ili više.

Preko 70 mineralnih elemenata otkriveno je u ljudskom i životinjskom tijelu. Mnogi enzimski procesi koji se odvijaju u različitim tkivima tijela zahtijevaju sudjelovanje niza mineralnih elemenata. Dakle, za pretvorbu pirogrožđane kiseline u octenu kiselinu ili glukoze u fruktozu ili fosfoglicerola u glukoza-6-manoza-6- i fruktoza-6-fosfat potrebno je sudjelovanje iona magnezija. Ioni kalcija inhibiraju razvoj ovog procesa.

Minerali su neravnomjerno raspoređeni u tkivima ljudskog tijela. U tvrdim tkivima prevladavaju dvovalentni elementi: kalcij (Ca) i magnezij (Mg), a u mekim tkivima prevladavaju jednovalentni elementi: kalij (K) i natrij (Na). Osim toga, mnogo se fosfora (P) nakuplja u čvrstim tkivima, uglavnom u obliku fosfatnih soli. Ako u hrani nedostaje minerala, ti se spojevi uklanjaju iz tijela i normalan metabolizam je poremećen.

Mineralne tvari otopljene u krvnoj plazmi, međustaničnim i drugim tjelesnim tekućinama stvaraju određeni osmotski tlak, koji ovisi o molarnoj koncentraciji tvari otopljenih u tekućini. Soli u većoj mjeri povećavaju osmotski tlak

stupnjeva od neelektrolita pri istoj molarnoj koncentraciji, budući da soli disociraju i tvore ione. Osmotski tlak ovisi o ukupnoj količini nedisociranih molekula i iona. Osmotski tlak krvi, limfe i međustanične tekućine ljudskog i životinjskog tijela ovisi uglavnom o u njima otopljenoj kuhinjskoj soli (NaCl).

Osmotski tlak u tjelesnim tekućinama utječe na raspodjelu vode i otopljenih tvari u tkivima. U viših životinja osmotski tlak je stalan i iznosi 7,5 - 9,0 atm. Održavanje stalnog osmotskog tlaka osigurava rad organa za izlučivanje, uglavnom bubrega i znojnih žlijezda.

Ulaskom mineralnih soli u krv dolazi do ulaska međustanične vode u krv, pa se stoga koncentracija soli u krvi smanjuje. Višak vode i soli zatim uklanjaju bubrezi. Smanjenje vode u tkivima, djelujući refleksno na živčane centre, uzrokuje žeđ.

Normalno funkcioniranje ljudskog tijela može se dogoditi samo uz određena svojstva međustanične i intersticijske tekućine. U toj postojanosti okoline važnu ulogu igra acidobazna ravnoteža, u kojoj je reakcija krvi, limfe i drugih tjelesnih tekućina blizu neutralne. Kiselinsko-bazna ravnoteža održava se zahvaljujući složenom sustavu regulatora, ujedinjenih u jedinstvenu cjelinu središnjim živčanim sustavom. Takvi regulatori su puferski sustavi krvi, izmjena kisika i ugljičnog dioksida, ugljikov dioksid i kloridne soli, ekskretorne funkcije bubrega, pluća, znojnih žlijezda itd.

U procesu složene transformacije u ljudskom tijelu hrane bogate kalcijem, magnezijem, natrijem ili kalijem, mogu nastati alkalni spojevi. Izvori elemenata koji tvore alkalije uključuju voće, povrće, mahunarke, mlijeko i fermentirane mliječne proizvode.

Druge namirnice, kao što su meso, riba, jaja, sir, kruh, žitarice, tjestenina, proizvode kisele spojeve tijekom procesa transformacije u ljudskom tijelu.

Priroda prehrane može utjecati na promjene acidobazne ravnoteže u tkivima ljudskog tijela. Kiselinsko-bazna ravnoteža često prelazi > na stranu kiselosti. Kao rezultat oštrog pomaka

maksimalne dopuštene norme udjela pepela, a pri ocjeni takvih proizvoda određuje se njihova količina.

Obično se razlikuju dva pojma - "ukupni (sirov) pepeo" i "čisti pepeo". Koncept „ukupnog pepela" označava zbroj mineralnih elemenata ili njihovih oksida uključenih u kemijsku strukturu prehrambenih proizvoda, kao i onih koji su dodani proizvodu tijekom njegove proizvodnje ili slučajno uneseni kao nečistoće. „Čisti pepeo" znači zbroj mineralni elementi ili njihovi oksidi bez primjesa .

Sadržaj pepela u proizvodu određuje se izgaranjem. Da bi se to postiglo, uzorak se najprije pažljivo spali, a zatim kalcinira do konstantne mase. Povećana količina pepela u odnosu na normu ukazuje na kontaminaciju proizvoda pijeskom, metalnim česticama i zemljom.

Za određivanje "čistog pepela", dobiveni pepeo se tretira s 10% klorovodične kiseline. U ovom slučaju, "čisti pepeo" se otapa u klorovodičnoj kiselini, a ostatak će ukazivati na prisutnost stranih anorganskih nečistoća u proizvodu. Dakle, ovaj proizvod sadrži povećanu količinu pepela zbog stranih mineralnih nečistoća u ovom proizvodu ako su rajčice loše oprane prije obrade ili u krumpirovom škrobu ako gomolji nisu dobro oprani.

Kalcij u ljudskom tijelu nalazi se u koštanom tkivu i zubima - oko 99%. Ostatak kalcija ulazi u krv u obliku iona i vezan za proteine i druge spojeve.

Dnevna potreba odrasle osobe za kalcijem je 0,8-1,0 g. Trudnice i dojilje trebaju povećane količine kalcija, do 1,5-2 g dnevno, kao i djeca, u čijim se organizmima kalcij intenzivno koristi za izgradnju kostiju. Nedostatak kalcija uzrokuje deformaciju kostura, krhke kosti i atrofiju mišića u tijelu. Kalcij karakterizira osobitost da se čak i uz nedostatak u hrani i dalje izlučuje iz tijela u značajnim količinama.

U prehrambenim proizvodima kalcij se nalazi u obliku fosfat klorida i oksalatnih soli, kao i u kombinaciji s masnim kiselinama, proteinima i dr.

Svi spojevi kalcija, osim CaC!a, slabo su topljivi u vodi i stoga se slabo apsorbiraju.

ljudskim tijelom. Netopljivi spojevi kalcija djelomično prelaze iz hrane u otopinu u želucu pod utjecajem klorovodične kiseline u želučanom soku. Probavljivost kalcija u prehrambenim proizvodima u ljudskom tijelu u velikoj mjeri ovisi o prisutnosti u hrani fosfata, masti, spojeva magnezija itd. Dakle, probavljivost kalcija je najveća kada je omjer kalcija i fosfora u hrani ja; 1,5 ili 1: 2. Povećana količina fosfora u hrani u usporedbi s navedenim omjerima dovodi do oštrog smanjenja apsorpcije kalcija. Višak magnezija također negativno utječe na apsorpciju kalcija u ljudskom tijelu. Spojevi kalcija s inozitol fosfornom kiselinom, koja se u značajnim količinama nalazi u zrnu žitarica i njihovim prerađevinama, imaju izrazito negativan učinak na probavljivost kalcija.

Vrlo važnu ulogu u apsorpciji kalcija ima vitamin D koji pospješuje prijelaz soli kalcija i fosfora iz crijeva u krv te taloženje u kostima u obliku kalcijevog fosfata.

Sadržaj kalcija u nekim prehrambenim proizvodima je sljedeći (mg%): u nemasnom mesu - 7; u jajima - 54; u mlijeku - 118; u siru - 930; u svježem siru - 140; u zobenoj kaši - 65; u pšeničnom brašnu - 15; u riži - 9; u jabukama - 7; u narančama - 45; u orasima -89; u repi - 29; u cvjetači - 89; u bijelom kupusu - 45; u mrkvi - 56; u krumpiru - 14. Iz navedenih podataka jasno je da su najvažniji izvor kalcija za čovjeka mliječni proizvodi. Kalcij iz mliječnih proizvoda, kao i povrća i voća, lako je probavljiv spoj.

Magnezija u ljudskom tijelu ima 30-35 puta manje od kalcija, ali je vrlo važan. Najviše magnezija nalazi se u koštanom tkivu. Magnezij ima posebnu ulogu u biljkama koje nose klorofil, gdje je dio molekule klorofila. Kao i kalcij, magnezij tvori slabo topive spojeve. Magnezij se posebno teško apsorbira u prisutnosti BO$ iona.

Sadržaj magnezija u nekim namirnicama je sljedeći (mg%): u grahu - 139; u zobenoj kaši - 133; u grašku - 107; u proso - 87; u pšeničnom kruhu - 30; u krumpiru - 28; u mrkvi - 21; u bijelom kupusu - 12; u jabukama - 8; u limunima - 7; u govedini - 15; u jajima - 11; u mlijeku - 12. Prema tome, 2* 35 magnezij je sadržan u najvećim količinama u proizvodima od žitarica i mahunarki.

Dnevna potreba odrasle osobe za magnezijem je 400 mg.

Natrij je široko zastupljen u hrani, osobito životinjskog podrijetla. Glavni izvor natrija za ljudski organizam je NaCt (kuhinjska sol). Natrij ima važnu ulogu u procesima unutarstaničnog i međutkivnog metabolizma. Oko 90% osmotskog tlaka krvne plazme ovisi o sadržaju NaCl u njoj. Obično se 3,3 g natrija otopi u litri ljudske krvne plazme. NaC! također igra važnu ulogu u regulaciji metabolizma vode u tijelu. Ioni natrija uzrokuju oticanje koloida tkiva i time doprinose zadržavanju vezane vode u tijelu. Iz tijela NaC! izlučuje uglavnom urinom i znojem. Intenzivnim radom i konzumiranjem tekućine čovjek izgubi do 3-5 litara znoja, što je 99,5% vode. U suhoj tvari znoja glavni dio čini NaGI.

Kuhinjska sol koja ulazi u ljudsko tijelo s hranom nadoknađuje potrošnju NaCl u krvi i koristi se za stvaranje klorovodične kiseline u želučanom soku, kao i za sintezu NaHCO3 u žlijezdi gušterače. Prisutnost NaHCO3 objašnjava alkalnu reakciju soka gušterače, koja je neophodna za razgradnju proteina hrane pomoću enzima tripsina.

Dnevne potrebe odrasle osobe za natrijem iznose 4-6 g, što odgovara 10-15 g kuhinjske soli. Redoviti obroci hrane stanovništva sadrže dovoljne količine natrija, budući da se hrani dodaje kuhinjska sol.

Kalij je stalno iu znatnim količinama prisutan u prehrambenim proizvodima, posebno biljnog podrijetla.U biljnom pepelu sadržaj kalija je ponekad veći od 50% njegove mase.

U ljudskom tijelu kalij sudjeluje u enzimskim reakcijama i stvaranju puferskih sustava koji sprječavaju promjene reakcije okoline. Kalij smanjuje

sposobnost zadržavanja vode u bjelančevinama, smanjujući njihovu hidro-(litnost), a time i pospješuje izlučivanje vode i natrija iz tijela.Stoga se kalij može smatrati nekim fiziološkim antagonistom natrija.

Dnevna potreba odrasle osobe za kalijem iznosi 3-5 g.

Željezo je široko rasprostranjeno u prirodi. Tipično, gotovo sve prirodne namirnice sadrže željezo, ali u malim količinama.

U ljudskom i životinjskom tijelu željezo je dio najvažnijih organskih spojeva - krvnog hemoglobina, mioglobina, nekih enzima - katalaze, peroksidaze, citokrom oksidaze itd. Hemoglobin krvi uključuje 2A, tjelesno željezo. Značajna količina željeza nalazi se u slezeni i jetri. Željezo ima sposobnost nakupljanja u tijelu. Hemoglobin u krvi se uništava u procesu vitalne aktivnosti, a željezo oslobođeno tijekom tog procesa tijelo može ponovno upotrijebiti za stvaranje hemoglobina.

Željezo, koje se nalazi u sastavu voća i povrća, ljudski organizam dobro apsorbira, dok je većina željeza u proizvodima od žitarica u organizmu neprobavljivom obliku.

Dnevna potreba odrasle osobe za željezom je 15 mg.

l l o r je uključen u prirodnu hranu u malim količinama. Proizvodi biljnog podrijetla sadrže malo klora, a oni životinjskog nešto više. Dakle, sadržaj klora u govedini je 76 mg%, u mlijeku - 106, u jajima -

37106, u siru - 880, u prosu - 19, u krumpiru - 54, u jabukama - 5 mg%.

Sadržaj klora je značajan u krvi i drugim tjelesnim tekućinama, kao iu koži, plućima i bubrezima. Klor se u tijelu nalazi u ioniziranom stanju u obliku aniona soli natrija, kalija, kalcija, magnezija i mangana. Spojevi klora u prehrambenim proizvodima vrlo su topljivi i lako se apsorbiraju u ljudskom crijevu. Anioni klora, zajedno s kationima natrija, imaju važnu ulogu u stvaranju i regulaciji osmotskog tlaka krvi i drugih tjelesnih tekućina. Soli klora osiguravaju stvaranje klorovodične kiseline želučanom sluznicom.

Svoju osnovnu potrebu za klorom ljudi zadovoljavaju natrijevim kloridom koji se hrani dodaje u obliku soli.

Ukupna količina natrijevog klorida u ljudskom tijelu obično je 10-15 g, ali pri konzumiranju hrane bogate solima klora sadržaj klora u ljudskom tijelu može doseći veću količinu. Dnevna ljudska potreba za klorom je 5-7 g.

Sumpora ima u najvećim količinama u proizvodima od žitarica, mahunarkama, mliječnim proizvodima, mesu, ribi i osobito jajima. Ulazi u gotovo sve bjelančevine ljudskog tijela, a posebno je bogat aminokiselinama - cistinom, metioninom. Metabolizam sumpora u tijelu uglavnom se sastoji od njegove transformacije u navedene aminokiseline. Također sudjeluje u stvaranju vitamina Br (tiamina), inzulina i nekih drugih spojeva. Puno sumpora ima u proteinoidima potpornih tkiva, na primjer u keratinu kose, noktiju itd.

Kada se spojevi oksidiraju u tijelu, značajan dio sumpora izlučuje se mokraćom u obliku soli sumporne kiseline.

Dnevna potreba odrasle osobe za sumporom pri umjerenom radu iznosi oko 1 g.

Jod se u organizmu zdrave osobe težine 70 kg nalazi u količini od približno 25 mg. Polovica te količine nalazi se u štitnoj žlijezdi, a ostatak u mišićnom i koštanom tkivu te u krvi. Jod anorganskih spojeva u štitnjači se zamjenjuje organskim spojevima - tiroksin, di-jodtiroksin, trijodtiroksin. Jod štitnjača brzo apsorbira i nekoliko sati nakon ulaska u nju pretvara se u organske

veze. Ovi spojevi potiču metaboličke procese u tijelu. Kada s hranom u organizam uđe nedovoljna količina joda, dolazi do poremećaja rada štitnjače i razvoja ozbiljne bolesti koja se naziva endemska gušavost.

Najveća količina joda nalazi se u biljnim i životinjskim proizvodima priobalnih područja, gdje je koncentriran u morskoj vodi, zraku i tlu obalnih područja. Malo joda nakuplja se u biljkama i životinjskim organizmima u planinskim područjima ili područjima udaljenim od morske obale.

Sadržaj joda u proizvodima od žitarica, povrću i slatkovodnoj ribi ne prelazi 5-8 mcg na 100 g sirovog proizvoda. Govedina, jaja, maslac i voće imaju veći sadržaj joda. Najviše joda sadrže morske alge, morska riba i riblje ulje. Plodovi feijoe, koji rastu na crnomorskoj obali Gruzije, akumuliraju do 390 mcg joda na 100 g mase voća, što je mnogo više od sadržaja ovog elementa u drugom voću i povrću.

U područjima gdje prehrambeni proizvodi sadrže nedostatne količine joda, kalijev jodid se dodaje kuhinjskoj soli u količini od 25 g K1 po toni kuhinjske soli. Normalnom prehranom čovjek s jodiranom soli unosi 200 mcg joda dnevno. Međutim, prilikom skladištenja jodirane soli jod postupno isparava, pa se nakon 6 mjeseci jodirana sol prodaje kao obična kuhinjska sol.

Dnevna ljudska potreba za jodom je 100-260 mcg.

Fluor igra važnu ulogu u plastičnim procesima tijekom stvaranja koštanog tkiva i zubne cakline. Najveća količina fluora koncentrirana je u kostima - 200-490 mg/kg i zubima - 240-560 mg/kg.

Čini se da je voda glavni izvor fluorida u ljudskom tijelu, a Dodin fluorid apsorbira se bolje od fluorida iz hrane. Sadržaj fluora u vodi za piće kreće se od 1 do 1,5 mg/l. Nedostatak fluora u vodi često utječe

39nne na razvoj bolesti zuba, poznate kao karijes. Višak fluora u vodi uzrokuje fluorozu, koja remeti normalnu strukturu zuba, pojavljuju se mrlje na caklini i povećava krhkost zuba. Djeca posebno pate od nedostatka ili viška fluora.

Dnevna ljudska potreba za fluorom još nije utvrđena. Smatra se da bi optimalna količina fluora u pitkoj vodi za zdravlje trebala biti 0,5-1,2 mg/l.

Bakar u životinjskom organizmu, uz željezo, ima važnu ulogu u procesima hematopoeze, potiče oksidativne procese i time je povezan s metabolizmom željeza. Ulazi u sastav enzima (laktaza, askorbat oksidaza, citokrom oksidaza i dr.) kao metalna komponenta.

U biljkama bakar pospješuje oksidativne procese, ubrzava rast i povećava prinos mnogih usjeva.

U onim malim količinama u kojima se bakar nalazi u prirodnim proizvodima, on ne uzrokuje štetu ljudskom tijelu. Ali povećane količine bakra mogu izazvati trovanje. Tako istovremeni unos 77-120 mg bakra može izazvati mučninu, povraćanje, a ponekad i proljev. Stoga je sadržaj bakra u prehrambenim proizvodima reguliran važećim propisima Ministarstva zdravstva SSSR-a. Po 1 kg proizvoda, ovisno o sadržaju suhe tvari u njemu, dopušteno je od 5 do 30 mg bakra. Tako u koncentriranoj pasti od rajčice sadržaj bakra ne smije biti veći od 30 mg/kg, u pireu od rajčice - 15-20, u konzerviranom povrću - 10, u pekmezu i marmeladi - 10, u voćnim kompotima - 5 mg/kg.

Bakar može dospjeti u prehrambene proizvode tijekom njihove proizvodnje - iz bakrenih dijelova opreme, kod tretiranja vinograda pesticidima koji sadrže bakar itd.

Dnevne potrebe odrasle osobe za bakrom su 2 mg.

Cink se nalazi u svim tkivima životinja i biljaka. Uz nedostatak cinka u tijelu mladih

Kod biljaka je njihov rast usporen, a ako ga ima u tlu, dolazi do bolesti mnogih biljaka, što često dovodi do njihovog uginuća.

Cink je dio brojnih enzima, a posebno je važna njegova uloga u molekuli enzima karboanhidraze koji sudjeluje u vezanju i uklanjanju ugljičnog dioksida iz životinjskog tijela. Cink je neophodan za normalno funkcioniranje hormona hipofize, nadbubrežne žlijezde i gušterače. Također djeluje na metabolizam masti, pospješuje razgradnju masti i sprječava masnu jetru.

Cink u prehrambenim proizvodima u povećanim količinama može uzrokovati trovanje. Kisela i masna hrana otapa metal cink, te je stoga kuhanje ili skladištenje hrane u opremi ili posuđu od cinka neprihvatljivo. Otrovanje cinkom je slično otrovanju bakrom, ali je teže i praćeno je peckanjem i bolovima u ustima i želucu, povraćanjem, proljevom i slabošću srca. Posuđe od cinka dopušteno je samo za čuvanje hladne pitke vode, jer je u tom slučaju topivost cinka zanemariva.

Dnevne potrebe odrasle osobe za cinkom su 10-15 mg. Povećana potreba za cinkom uočava se tijekom rasta i puberteta. Uz normalnu prehranu, osoba dobiva dovoljnu količinu cinka iz hrane.

Olovo se nalazi u životinjskoj i biljnoj hrani u vrlo malim količinama. Tako je u jabukama, kruškama, grožđu, jagodama sadržaj olova oko 0,1 mg po 1 kg proizvoda, u mlijeku - 0,8, u mesu - 0,05, u jesetri - 0,06 mg po 1 kg.

Olovo je metal otrovan za ljude, ima sposobnost nakupljanja u tijelu, uglavnom u jetri, i izaziva teška kronična trovanja.

Uz dnevnu konzumaciju 2-4 mg olova u hrani, znakovi trovanja olovom mogu se pojaviti nakon nekoliko mjeseci.

41 Kontaminacija hrane olovom može doći od posuđa, lemova, glazura, opreme, a također i od insekticida koji sadrže olovo. Najčešće se trovanje olovom događa kada se hrana skladišti u ručno izrađenoj keramici koja nije dobro premazana olovnom glazurom.

Zbog visoke toksičnosti, sadržaj olova u prehrambenim proizvodima nije dopušten.

Kositar se u prehrambenim proizvodima nalazi u malim količinama. Tako je u jetri bika i ovce pronađeno 0,14 mg/kg kositra, u bubrezima 0,003, u plućima 0,63, a u mozgu 0,019 mg/kg.

Kositar nije tako otrovan metal kao olovo, cink ili bakar, stoga je dopušten u ograničenim količinama u opremi prehrambenih poduzeća, kao i za kalajisanje površine kositra od koje se pripremaju limenke, štiteći ga od korozije. Međutim, često tijekom dugotrajnog skladištenja konzervirane hrane u limenkama dolazi do interakcije mase proizvoda s kositrenim premazom limenke, zbog čega nastaju kositrene soli organskih kiselina. Ovaj se proces događa posebno aktivno kada limenka sadrži namirnice s visokom kiselošću - voće, konzervirana riba i povrće u umaku od rajčice itd. Tijekom dugotrajnog skladištenja, sadržaj kositra u konzerviranoj hrani može se značajno povećati. Sadržaj kositra posebno brzo raste u proizvodima koji se čuvaju u otvorenim limenkama obloženim kositrom.

Za bolju zaštitu limenke od korozije, na površinu limenke dodatno se nanose posebni lakovi otporni na kiseline ili emajl ili se na površini limenke stvara tanki film postojanih oksida kositra.

Mangan je široko rasprostranjen u namirnicama životinjskog i biljnog podrijetla. Aktivno sudjeluje u stvaranju mnogih enzima, formiranju kostiju, hematopoetskim procesima i potiče rast. U biljkama mangan pospješuje proces fotosinteze i stvaranje askorbinske kiseline.

Biljna hrana je u većini slučajeva bogatija manganom od životinjske hrane. Tako sadržaj mangana u proizvodima od žitarica doseže 1-15 mg po 1 kg, u lišću

u povrću - 10-20, u voću - 0,5-1, u mlijeku - 0,02-0,03, u jajima -0,1-0,2, u životinjskoj jetri - 2,65-2,98 mg po 1 kg.

Ako u tlu nedostaje mangana, biljke obolijevaju i slabo se razvijaju, a urod voća, povrća i drugih usjeva se smanjuje. Dodavanje mikrognojiva koja sadrže mangan u tlo pomaže povećati prinos.

Dnevne potrebe odrasle osobe za manganom su 5-10 mg dnevno.

Radioaktivni izotopi prisutni su u ljudskom tijelu, stalno se unose i izlučuju iz organizma. Postoji ravnoteža između unosa radioaktivnih spojeva u tijelo i njihovog uklanjanja iz organizma. Svi prehrambeni proizvodi sadrže radioaktivne izotope kalija (K40), ugljika (C14), vodika (H3), a također i radija s produktima njegovog raspada.

Najveća koncentracija nalazi se u kaliju (K40). Izotopi sudjeluju u metabolizmu zajedno s neradioaktivnim.

Smatra se da u geološki novije vrijeme na Zemlji nije bilo većih promjena u intenzitetu zračenja, pa su životinjsko i biljno carstvo razvili svojevrsni imunitet na te razine zračenja. Ali živi organizmi su vrlo osjetljivi na povećane koncentracije. Male koncentracije pospješuju rast živih organizama, velike koncentracije uzrokuju pojavu aktivnih radikala, što dovodi do poremećaja vitalnih funkcija pojedinih organa i tkiva, kao i cijelog organizma u cjelini.

Tijekom atomskih eksplozija radioaktivni izotopi padaju na površinu Zemlje i zagađuju atmosferu, vodu, tlo i biljke. Radioaktivni izotopi ulaze u ljudski organizam hranom, atmosferom i vodom.

Utvrđeno je da kada se prehrambeni proizvodi tretiraju zračenjem iz radioaktivnih izotopa, njihov rok trajanja se povećava i klijanje krumpira se odgađa. No obično ozračena hrana može razviti specifičan miris i okus, a moguće je i stvaranje otrovnih tvari. Za utvrđivanje sigurnosti takvih proizvoda potrebni su dugoročni pokusi.

Kontrolna pitanja

Koji kemijski elementi spadaju u makroelemente?

Koje funkcije minerali obavljaju u ljudskom tijelu?

Koja je uloga kalcija u ljudskom tijelu?

Koji se kemijski elementi svrstavaju u mikroelemente i koje su njihove funkcije u ljudskom organizmu?

Kakvu ulogu ima željezo u ljudskom tijelu i koje ga namirnice sadrže?

Koje se posljedice mogu uočiti s nedostatkom joda u tijelu i kako se to može izbjeći?

Koje vrste tehnoloških obrada sirovina i prehrambenih proizvoda pridonose gubitku minerala?

Navedite primjere međudjelovanja pojedinih mikroelemenata i vitamina.

Koje metode za određivanje sadržaja makro- i mikroelemenata poznajete?

Kukuškin lan se razmnožava: zoosporama;
sjeme u nepovoljnim uvjetima;
sporovi; +
aplanospore.

Ljudi i majmuni imaju iste krvne grupe. Funkcija izmjene plinova u listu moguća je zahvaljujući lećama i hidatodama. Kod ljudi i drugih sisavaca mitohondrijski genom nasljeđuje se od majke. + U voćnim mušicama, pojava samo ženki u nizu generacija može biti posljedica prisutnosti posebnih bakterija u jajima. + Svjetlo ispod krošnje gornjeg šumskog sloja razlikuje se od svjetla na otvorenim područjima po tome što je omjer crvenog svjetla i zelenog veći. Na sjemenskoj ljusci ženskog češera nalaze se 4 ovula. Mikoplazme su bakterije bez stanične stijenke. + Makro- i mikronukleus ciliata ima isti genetski kod. Količina kisika koju hemoglobin dovodi u tkiva ovisi o intenzitetu kataboličkih procesa koji se u njima odvijaju. +

Odaberite ispravne prosudbe: Područje moždane kore odgovorno za mišićno-kožnu osjetljivost nalazi se u okcipitalnom dijelu mozga. Ginogeneza je vrsta partenogeneze. + Ulazak strane DNA u stanicu nije uvijek smrtonosan za nju, pogotovo za eukariotske. + Svi ljudski mišići su mezodermalnog porijekla. Normalno, osoba proizvodi manje sline nego želučanog soka. Hidroponika je metoda uzgoja biljaka pomoću destilirane vode s dodatkom hranjivih soli. + U vodenim biljkama stomati se nalaze na donjoj strani lista. Izvor zaraze ljudi goveđom trakavicom su njezina jaja. Kopepod Kiklop ima samo jedno složeno oko. Mozak u kralješnjaka nastaje iz istog sloja embrionalnih stanica kao i epidermis. + +U gušterači neke stanice proizvode probavne enzime, dok druge proizvode hormone koji utječu na metabolizam ugljikohidrata u tijelu. + Fiziološka se naziva otopina kuhinjske soli koncentracije 9%. Vitice graška i vitice krastavca slični su organi. +

nije

ne utječu

Glikokaliks životinjskih stanica nastaje od:
proteini i lipidi;
proteini i nukleotidi;
proteini i ugljikohidrati; +
ugljikohidrata i nukleotida.

Proces kojim dizenterijska ameba apsorbira crvena krvna zrnca:
osmoza;
pinocitoza;
fagocitoza; +
olakšana difuzija.

Ostaci Pithecanthropusa su prvi put otkriveni u:
Južna Afrika;
Australija;
Srednja Azija;
Jugoistočna Azija. +

Najstariji od imenovanih fosilnih predaka ljudi je:
neandertalac;
Pithecanthropus;
Australopitekus; +
kromanjonac

Organele koje se nalaze u stanicama prokariota i eukariota:
endoplazmatski retikulum;
mitohondriji;
lizosomi;
ribosomi. +

Glavne komponente kromatina u eukariotskoj jezgri su:
DNA i RNA;
RNA i proteini;
DNA i proteini; +
DNK i lipidi. Mikrotubule ne pružaju:
održavanje oblika stanice;
promjena oblika stanica; +
kretanje organela;
kretanje kromosoma tijekom stanične diobe. Stanični proteini namijenjeni izlučivanju razvrstavaju se i pakiraju u:
lizosomi;
endosomi;
endoplazmatski retikulum;
trans-Golgijeve mreže. +

Položaj enzima ATP sintetaze u mitohondrijima je:
matrica;
intermembranski prostor;
vanjska membrana;
unutarnja membrana. +

Oksidacija organskih spojeva u CO 2 u mitohondrijima se događa:
u matrici; +
u intermembranskom prostoru;
na vanjskoj membrani;
na unutarnjoj membrani.

Antikodon sadrži:
jedan nukleotid;
dva nukleotida;
tri nukleotida; +
četiri nukleotida.

Konačni akceptor elektrona u procesu staničnog disanja je:
NADH;
voda;
kisik; +
ATP.

Svojstvo genetskog koda koje povećava pouzdanost pohranjivanja i prijenosa genetskih informacija:
trostrukost;
svestranost;
zalihost; +
nedostatak interpunkcijskih znakova.

Ioni magnezija su dio:
hemoglobin;
inzulin;
klorofil; +
tiroksin. Molekule RNA koje mogu pokazati katalitičku aktivnost nazivaju se:
ribonukleaze;
ribosomi;
ribozimi; +
ribonukleotidi. Spojevi koji se nazivaju makroergičkim su:
karakterizira prisutnost kovalentnih veza s visokom energijom;
kada se određene veze pokidaju, oslobađa se velika količina slobodne energije; +
čija se sinteza događa uz utrošak velike količine energije;
koji pri sagorijevanju stvaraju mnogo topline.

U procesu fotosinteze izvor kisika, nusprodukt, je:
ribuloza bisfosfat;
glukoza;
voda; +
ugljični dioksid.

Razvoj nitrifikacijskih bakterija dovodi do:
zakiseljavanje okoliša; +
alkalizacija okoliša;
neutralizacija okoliša;
ne utječe na pH okoliša.

Acidofil nastaje kao rezultat fermentacije mlijeka:
bakterije mliječne kiseline; +
kvasac;
mješovita kultura bakterija mliječne kiseline i kvasca;
miješana kultura bakterija mliječne kiseline i propionske kiseline.

Od sljedećih bolesti uzrokuje virus:
kolera;
velike boginje; +
kuga;
malarija.

Od komponenti biljnih stanica, virus mozaika duhana inficira:
mitohondriji;
kloroplasti; +
jezgra;
vakuole

Magnezij je vitalni element u tragovima, zemnoalkalijski metal, bez kojeg se ne mogu odvijati glavne faze metabolizma. Označeno simbolom Mg, Latinski naziv Magnesium. Element je otkriven 1755. godine.

Metabolizam (ili metabolizam) osnova je života svakog živog organizma, to je kaskada kemijskih reakcija koje tijelu osiguravaju potrebne tvari, kao i dovoljnu količinu energije. U metabolizmu sudjeluju vitamini, mikroelementi, enzimi i mnogi drugi spojevi. Magnezij je uključen u mnoge biokemijske reakcije i jedna je od najvažnijih komponenti u regulaciji većine fizioloških procesa. Bez magnezija nemoguće je aktivirati najmanje tri stotine enzima, kao i vitamine B. Magnezij sudjeluje u svim vrstama metabolizma: ugljikohidratnom, lipidnom i proteinskom. Ovaj element u tragovima neophodan je za održavanje ravnoteže elektrolita.

Magnezij ima posebnu ulogu u funkcioniranju živčanog i mišićnog tkiva, koji imaju spontanu električnu aktivnost i vodljivost: magnezij u ovom slučaju regulira propusnost staničnih membrana za druge ione i adekvatan rad kalij/natrijeve pumpe u njima. Magnezij ima važnu ulogu u imunološkim procesima organizma.

Magnezij sudjeluje u termoregulaciji organizma, metabolizmu kalcija, natrija, askorbinske kiseline, fosfora, u sintezi fosfolipida, ima vazodilatacijski učinak i sprječava agregaciju crvenih krvnih stanica. Magnezij je u organizmu aktivan u obliku dvovalentnih Mg iona, jer jedino u tom obliku može stvarati spojeve s organskim tvarima i obavljati svoje funkcije u biokemijskim procesima.

Potreba za magnezijem

Dnevne potrebe organizma za magnezijem u prosjeku su oko 400 mg. Za trudnice se ta brojka povećava do 450 mg.

Djeca trebaju dnevni unos 200 mg mikroelement.

Kod sportaša i osoba podvrgnutih visokim tjelesnim naporima, potreba za magnezijem se značajno povećava - do 600 mg/dan, osobito tijekom dugih treninga, u stresnim situacijama.

U tijelu se mikroelement distribuira u tkivima organa i sustava, a njegova najveća koncentracija zabilježena je u jetri, kostima, mišićima i tkivima središnjeg i perifernog živčanog sustava. U tijelo ulazi hranom, vodom i solju. Izlučuje se uglavnom putem crijeva i manjim dijelom putem bubrega.

Da bi se odredio sadržaj magnezijevih iona u tijelu, provodi se krvni test koji se uzima iz lakatne vene ujutro na prazan želudac, prije uzimanja testa morate se suzdržati od uzimanja magnezijevih soli najmanje tri dana. Normalno, ova brojka je: u odraslih od 0,66 mmol/l do 1,07 mmol/l (za kategoriju 20-60 godina) i od 0,66 mmol/l do 0,99 mol/l (za kategoriju 60-90 godina), u djece od 0,70 mmol/l do 0,95 mmol/l (dob 5 mjeseci - 6 godina) i od 0,70 mol/l do 0,86 mmol/l (6-9 godina) .

Uzrok povećanja koncentracije magnezija u krvnoj plazmi može biti zatajenje bubrega, adrenalna insuficijencija i dehidracija različitog podrijetla. Pad koncentracije opaža se kod akutnog pankreatitisa, nedovoljnog unosa magnezija hranom, u 2. i 3. tromjesečju trudnoće, kod nedostatka vitamina D, kao i kod pojačanog rada paratireoidnih žlijezda i alkoholizma.

Da bi održao normalnu razinu magnezija u krvnoj plazmi, tijelo ga uzima iz takozvanih “depoa” – organa i tkiva. Stoga ti pokazatelji mogu dugo ostati na odgovarajućoj razini, odnosno u granicama normale, čak i ako u tijelo uđe nedovoljna količina magnezija. Promjena normalnih razina u krvnoj plazmi ukazuje na uznapredovali proces.

Nedostatak magnezija

Brojni simptomi, izraženiji u većoj ili manjoj mjeri, mogu signalizirati nedostatak magnezija u organizmu. Često, unatoč lošem osjećaju, ljudi ne obraćaju pozornost na svoj izgled, pripisujući sve velikom opterećenju i umoru. Poremećaji spavanja, povećani umor, tzv. "sindrom kroničnog umora", gubitak pamćenja, vrtoglavica, glavobolje, depresija i plačljivost - sve to može biti posljedica nedovoljne količine magnezija.

Iz kardiovaskularnog sustava to je: aritmija, bol u prsima. Iz gastrointestinalnog trakta: grčevita bol u želucu, proljev. pojaviti se "neobjašnjive" boli u raznim dijelovima tijela: desni, udovi, zglobovi. Konvulzije u mišićima potkoljenice, razni tikovi, drhtanje udova. Javlja se povećana lomljivost noktiju i kose, suha koža i karijes. Dugotrajni nedostatak magnezija značajno povećava rizik od razvoja dijabetesa.

Žene lošije podnose manjak magnezija od muškaraca. To je zbog različite fiziologije muškaraca i žena. Žene trebaju magnezij za normalnu menstrualnu i reproduktivnu funkciju. Ovisno o fazi menstrualnog ciklusa, koncentracija magnezija u ženskom tijelu varira. Pouzdano je poznato da su simptomi predmenstrualnog sindroma (PMS), i to: razdražljivost, debljanje, oticanje, hladnoća i drugi brojni fenomeni povezani su upravo s nedostatkom magnezija.

Višak mikroelementa magnezija nije ništa manje štetan za zdravlje. U visokim koncentracijama, magnezij inhibira tjelesnu apsorpciju kalcija (magnezij ga zamjenjuje). Kada mu je koncentracija u krvnoj plazmi 15-18 mg% izaziva anesteziju. Znakovi viška magnezija u tijelu: opća depresija živčanog sustava, pospanost i letargija. Također se mogu pojaviti osteoporoza, sniženi krvni tlak i bradikardija (smanjeni otkucaji srca).

Predozirati

Pogrešnim doziranjem pripravaka magnezija, uglavnom kod intravenske primjene, može doći do predoziranja magnezijem. Nema razloga za brigu o prekomjernom unosu hranom., budući da dnevna prehrana sadrži uglavnom rafinirane namirnice koje su siromašne magnezijem. Dio mikroelemenata gubi se tijekom toplinske obrade i konzerviranja. Stoga se preporuča kad god je to moguće povrće i voće konzumirati sirovo. Stanovnici područja s mekom pitkom vodom ne dobivaju dovoljno magnezija.

Kao što je ranije spomenuto, izvori magnezija za tijelo su: hrana, voda (tvrda), sol. Proizvodi bogati solima magnezija su: žitarice (heljda i proso), mahunarke (grašak, grah), lubenica, špinat, zelena salata, mlijeko, tahini halva, orasi. Ovim mikroelementom obiluju neke vrste kruha – raž, a manjim dijelom pšenični.

Tamna čokolada je korisna ne samo zbog svojih dobro poznatih antioksidativnih i toničkih svojstava, već i zbog visokog sadržaja magnezija. Sadržaj magnezija u mesnim proizvodima nije toliko visok u usporedbi sa žitaricama. Vrlo malo ga ima u jabukama i šljivama. Suho voće je bogato raznim elementima, uključujući magnezij, posebno suhe marelice, smokve i banane. Lider u sadržaju magnezija je sezam.

Po potrebi se u preventivne ili terapeutske svrhe propisuju pripravci magnezija koji se u ljekarnama izdaju bez liječničkog recepta. Međutim, ne preporučuje se samostalno započeti uzimanje lijekova bez prethodnog savjetovanja sa stručnjakom. Samo on može pouzdano utvrditi postoji li potreba za uzimanjem ovih lijekova, te će odabrati ispravan režim doziranja i dozu, uzimajući u obzir dob, tjelesnu aktivnost i spol. Korekcija prehrane često je dovoljna.

Interakcija s drugim tvarima

U organizmu magnezij i pripravci koji ga sadrže međusobno djeluju s drugim mikro i makroelementima, pri čemu jedni na druge djeluju sinergistički (komplementarno) ili antagonistički (suprotno). Dakle, vitamin B6 poboljšava apsorpciju magnezija i njegov prodor u stanicu. Kalcijeve soli smanjuju apsorpciju magnezija u gastrointestinalnom traktu ako u njega uđu istodobno, jer su antagonisti.

Bit će korisno znati da lijekovi koji sadrže magnezij smanjuju apsorpciju, a time i učinkovitost tetraciklinskih antibiotika. Stoga se preporuča održavati razmak od tri sata između uzimanja ovih lijekova. Magnezij ima isti učinak na dodatke željeza i antikoagulanse koji se uzimaju oralno.

Znanost koja proučava te elemente je kemija. Periodni sustav, na temelju kojeg možemo proučavati ovu znanost, pokazuje nam da se u atomu magnezija nalazi dvanaest protona i neutrona. To se može odrediti atomskim brojem (jednak je broju protona, a bit će isti broj elektrona ako se radi o neutralnom atomu, a ne o ionu).

Kemija proučava i kemijska svojstva magnezija. Za njihovo razmatranje neophodan je i periodni sustav budući da nam pokazuje valenciju elementa (u ovom slučaju ona je jednaka dva). Ovisi o skupini kojoj atom pripada. Osim toga, uz njegovu pomoć možete saznati da je molarna masa magnezija dvadeset i četiri. Odnosno, jedan mol ovog metala teži dvadeset četiri grama. Formula magnezija vrlo je jednostavna – ne sastoji se od molekula, već od atoma ujedinjenih kristalnom rešetkom.

Karakteristike magnezija s gledišta fizike

Kao i svi metali, osim žive, ovaj spoj ima čvrsto agregatno stanje pod normalnim uvjetima. Ima svijetlo sivu boju s osebujnim sjajem. Ovaj metal ima prilično visoku čvrstoću. Fizička svojstva magnezija tu ne završavaju.

Uzmite u obzir točke taljenja i vrelišta. Prvi je jednak šesto pedeset stupnjeva Celzijusa, drugi je tisuću devedeset stupnjeva Celzijusa. Možemo zaključiti da se radi o prilično topljivom metalu. Osim toga, vrlo je lagan: gustoća mu je 1,7 g/cm3.

Magnezij. Kemija

Poznavajući fizičke karakteristike ove tvari, možete prijeći na drugi dio njegovih karakteristika. Ovaj metal ima srednju razinu aktivnosti. To se vidi iz elektrokemijskog niza metala – što je pasivniji, to je više udesno. Magnezij je jedan od prvih na lijevoj strani. Razmotrimo redom s kojim tvarima reagira i kako se to događa.

S jednostavnim

Tu spadaju oni čije se molekule sastoje od samo jednog kemijskog elementa. To uključuje kisik, fosfor, sumpor i mnoge druge. Prvo, pogledajmo interakciju s kisikom. To se zove sagorijevanje. U tom slučaju nastaje oksid ovog metala. Spalimo li dva mola magnezija, a potrošimo jedan mol kisika, dobit ćemo dva mola oksida. Jednadžba za ovu reakciju napisana je na sljedeći način: 2Mg + O 2 = 2MgO. Osim toga, kada magnezij gori na otvorenom, nastaje i njegov nitrid, budući da ovaj metal istodobno reagira s dušikom koji se nalazi u atmosferi.

Kada se spale tri mola magnezija, potroši se jedan mol dušika, a rezultat je jedan mol nitrida dotičnog metala. Jednadžba za ovu vrstu kemijske interakcije može se napisati na sljedeći način: 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2.

Osim toga, magnezij može reagirati s drugim jednostavnim tvarima kao što su halogeni. Interakcija s njima događa se samo ako se komponente zagriju na vrlo visoke temperature. U tom slučaju dolazi do reakcije dodavanja. U halogene spadaju sljedeće jednostavne tvari: klor, jod, brom, fluor. I reakcije se prema tome nazivaju: kloriranje, jodiranje, bromiranje, fluoriranje. Kao što ste mogli pretpostaviti, kao rezultat takvih interakcija može se dobiti magnezijev klorid, jodid, bromid i fluorid. Na primjer, ako uzmemo jedan mol magnezija i istu količinu joda, dobit ćemo jedan mol jodida ovog metala. Ova kemijska reakcija može se izraziti pomoću sljedeće jednadžbe: Mg + I 2 = MgI 2. Kloriranje se provodi prema istom principu. Ovo je jednadžba reakcije: Mg + Cl 2 = MgCl 2.

Osim toga, metali, uključujući magnezij, reagiraju s fosforom i sumporom. U prvom slučaju možete dobiti fosfid, u drugom - sulfid (ne brkati s fosfatima i sulfatima!). Ako uzmete tri mola magnezija, dodate mu dva mola fosfora i zagrijete na željenu temperaturu, nastaje jedan mol fosfida dotičnog metala. Jednadžba za ovu kemijsku reakciju je sljedeća: 3Mg + 2P = Mg 3 P 2. Na isti način, ako pomiješate magnezij i sumpor u jednakim molarnim omjerima i stvorite potrebne uvjete u obliku visoke temperature, dobivamo sulfid ovog metala. Jednadžba za takvu kemijsku interakciju može se napisati na sljedeći način: Mg + S = MgS. Pa smo pogledali reakcije ovog metala s drugim jednostavnim tvarima. No kemijska svojstva magnezija tu ne završavaju.

Reakcije s kompleksnim spojevima

Te tvari uključuju vodu, soli i kiseline. Metali različito reagiraju s različitim skupinama. Pogledajmo sve redom.

Magnezij i voda

Kada ovaj metal stupi u interakciju s najčešćim kemijskim spojem na Zemlji, nastaju oksid i vodik u obliku plina jakog, neugodnog mirisa. Za izvođenje ove vrste reakcije komponente se također moraju zagrijati. Ako pomiješate jedan mol magnezija i vode, dobit ćete istu količinu oksida i vodika. Jednadžba reakcije napisana je na sljedeći način: Mg + H 2 O = MgO + H 2.

Interakcija s kiselinama

Kao i drugi reaktivni metali, magnezij je sposoban istisnuti atome vodika iz svojih spojeva. Takav se proces naziva U takvim slučajevima atomi metala zamjenjuju atome vodika i nastaje sol koja se sastoji od magnezija (ili drugog elementa) i kiselog taloga. Na primjer, ako uzmete jedan mol magnezija i dodate ga u dva mola, nastaje jedan mol klorida dotičnog metala i ista količina vodika. Reakcijska jednadžba će izgledati ovako: Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2.

Interakcija sa solima

Već smo opisali kako soli nastaju iz kiselina, ali karakterizacija magnezija s kemijskog gledišta također podrazumijeva razmatranje njegovih reakcija sa solima. U tom slučaju do interakcije može doći samo ako je metal sadržan u soli manje aktivan od magnezija. Na primjer, ako uzmemo jedan mol magnezija i bakrenog sulfata, dobit ćemo sulfat dotičnog metala i čisti bakar u jednakom molarnom omjeru. Jednadžba za ovu vrstu reakcije može se napisati na sljedeći način: Mg + CuSO 4 = MgSO 4 + Cu. Ovdje dolaze do izražaja obnavljajuća svojstva magnezija.

Primjena ovog metala

Zbog činjenice da je superiorniji od aluminija u mnogim aspektima - približno je tri puta lakši, ali u isto vrijeme dvostruko jači, naširoko se koristi u raznim industrijama. Prije svega, to je zrakoplovna industrija. Ovdje legure na bazi magnezija zauzimaju prvo mjesto po popularnosti među svim korištenim materijalima. Osim toga, koristi se u kemijskoj industriji kao redukcijsko sredstvo za izdvajanje određenih metala iz njihovih spojeva. Zbog činjenice da pri spaljivanju magnezij proizvodi vrlo snažan bljesak, koristi se u vojnoj industriji za proizvodnju signalnih baklji, streljiva s bljeskom i sl.

Dobivanje magnezija

Glavna sirovina za to je klorid dotičnog metala. To se postiže elektrolizom.

Kvalitativna reakcija na katione određenog metala

Ovo je poseban postupak namijenjen utvrđivanju prisutnosti iona tvari. Da biste testirali otopinu na prisutnost spojeva magnezija, možete joj dodati kalijev ili natrijev karbonat. Kao rezultat toga nastaje bijeli talog koji se lako otapa u kiselinama.

Gdje se ovaj metal može naći u prirodi?

Ovaj kemijski element prilično je čest u prirodi. Gotovo dva posto zemljine kore sastoji se od ovog metala. Nalazi se u mnogim mineralima, kao što su karnalit, magnezit, dolomit, talk i azbest. Formula prvog minerala izgleda ovako: KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Izgleda kao kristali plavkaste, blijedoružičaste, blijedocrvene, svijetložute ili prozirne boje.

Magnezit je njegova kemijska formula - MgCO 3. Bijele je boje, ali ovisno o nečistoćama može imati sivu, smeđu ili žutu nijansu. Dolomit ima sljedeću kemijsku formulu: MgCO 3 .CaCO 3 . To je žućkasto-sivi ili mineral staklastog sjaja.

Talk i azbest imaju složenije formule: 3MgO.4SiO 2 .H 2 O odnosno 3MgO.2SiO 2 .2H 2 O. Zbog svoje visoke otpornosti na toplinu naširoko se koriste u industriji. Osim toga, magnezij je dio kemijskog sastava stanice i strukture mnogih organskih tvari. Ovo ćemo detaljnije pogledati.

Uloga magnezija za tijelo

Ovaj kemijski element važan je i za biljna i za životinjska bića. Magnezij je jednostavno vitalan za tijelo biljke. Kao što je željezo osnova hemoglobina, neophodnog za život životinja, tako je magnezij glavni sastojak klorofila, bez kojeg biljka ne može postojati. Ovaj pigment je uključen u proces fotosinteze, tijekom koje se hranjive tvari sintetiziraju iz anorganskih spojeva u lišću.

Magnezij je također vrlo potreban za životinjski organizam. Maseni udio ovog mikroelementa u stanici je 0,02-0,03%. Unatoč činjenici da ga ima tako malo, on obavlja vrlo važne funkcije. Zahvaljujući njemu održava se struktura takvih organela kao što su mitohondrije, koji su odgovorni za stanično disanje i sintezu energije, kao i ribosomi, u kojima se formiraju proteini potrebni za život. Osim toga, dio je kemijskog sastava mnogih enzima koji su potrebni za unutarstanični metabolizam i sintezu DNA.

Za tijelo u cjelini, magnezij je neophodan za sudjelovanje u metabolizmu glukoze, masti i nekih aminokiselina. Također, uz pomoć ovog elementa u tragovima može se prenijeti živčani signal. Uz sve navedeno, dovoljna količina magnezija u organizmu smanjuje rizik od srčanog, srčanog i moždanog udara.

Simptomi povećanog i smanjenog sadržaja u ljudskom tijelu

Nedostatak magnezija u tijelu očituje se takvim glavnim simptomima kao što su visoki krvni tlak, umor i niska učinkovitost, razdražljivost i loš san, oštećenje pamćenja i česte vrtoglavice. Također možete osjetiti mučninu, grčeve, drhtanje prstiju, smetenost – to su znakovi vrlo niske razine unosa ovog mikroelementa iz hrane.

Nedostatak magnezija u organizmu dovodi do čestih bolesti dišnog sustava, poremećaja kardiovaskularnog sustava i dijabetesa tipa 2. Zatim, pogledajmo sadržaj magnezija u proizvodima. Kako biste izbjegli njegov nedostatak, morate znati koje su namirnice bogate ovim kemijskim elementom. Također je potrebno uzeti u obzir da se mnogi od ovih simptoma mogu manifestirati i u suprotnom slučaju - višak magnezija u tijelu, kao i nedostatak mikroelemenata poput kalija i natrija. Stoga je važno pažljivo pregledati svoju prehranu i shvatiti bit problema, a to je najbolje učiniti uz pomoć nutricionista.

Kao što je gore spomenuto, ovaj element je glavna komponenta klorofila. Stoga možete pogoditi da ga velika količina sadrži zelje: celer, kopar, peršin, cvjetača i bijeli kupus, zelena salata itd. Također, mnoge žitarice, posebno heljda i proso, kao i zobene pahuljice i ječam. Osim toga, ovim mikroelementom bogati su orašasti plodovi: indijski orasi, orasi, kikiriki, lješnjaci i bademi. Mahunarke poput graha i graška također sadrže velike količine dotičnog metala.

Dosta ga ima i u algama, primjerice u morskoj travi. Ako se ovi proizvodi konzumiraju u normalnim količinama, vašem tijelu neće nedostajati metala o kojem se govori u ovom članku. Ako nemate priliku redovito jesti gore navedene namirnice, onda je najbolje kupiti dodatke prehrani koji sadrže ovaj mikroelement. Međutim, prije nego što to učinite, svakako se trebate posavjetovati sa svojim liječnikom.

Zaključak

Magnezij je jedan od najvažnijih metala na svijetu. Našao je široku primjenu u brojnim industrijama – od kemijske do zrakoplovne i vojne. Štoviše, vrlo je važan s biološke točke gledišta. Bez nje nije nemoguće postojanje ni biljnih ni životinjskih organizama. Zahvaljujući ovom kemijskom elementu odvija se proces koji daje život cijelom planetu - fotosinteza.

Sve je počelo fotosintezom. Zanimljivo je da se o važnosti magnezija za naš organizam i posljedicama njegovog nedostatka počelo procjenjivati u isto vrijeme kada su otkrivene tajne fotosinteze biljaka – prije samo nekoliko desetljeća.

Proces kontinuiranog stvaranja organske tvari započeo je prije više milijardi godina, kada su se na Zemlji pojavili pigmenti koji su izazivali kemijske reakcije upijajući sunčevu svjetlost. Odlučujuću ulogu u tome imale su "fotoosjetljive" tvari iz skupine, sastavljene od jednostavnih spojeva - i glicerola. Međutim, tek pojavom magnezijevog derivata porfirina u obliku klorofila započela je prirodna povijest viših oblika organskog života. Klorofil ima sposobnost izvođenja ireverzibilne fotokemijske reakcije čija se energija akumulira u stabilne biokemijske spojeve.

Proces fotosinteze vjerojatno se oblikovao krajem prekambrijskog razdoblja (prije oko 1000 milijuna godina). Struktura klorofila vrlo je bliska strukturi hema, glavnog sastojka pigmenta krvi. Razlika je u tome što klorofil sadrži magnezij (magnezijev ion), a hem, hemoglobin, sadrži magnezij (željezni ion). Ovo otkriće profesora sa sveučilišta Jagiellonian Leona Marklewskog potvrdilo je vezu između evolucije flore i faune.

Biljke venu kada u tlu ima malo magnezija, sporije rastu, lišće im blijedi i prerano žuti. Dodavanje magnezijevih soli u tlo potpuno vraća "".

Možemo reći da se čovjeku događa ista stvar, iako... sve je puno kompliciranije. Čovjek ne može biti zdrav ako u hrani nema dovoljno magnezija. Do tog su zaključka došli sudionici prvog kongresa o bolestima uzrokovanim nedostatkom magnezija. Kongres je održan u svibnju 1971. u Vittelu. Ion magnezija ima posebnu ulogu u gotovo svim procesima koji se odvijaju u tijelu. Tako u imunološkim procesima djeluje kao antistresni, antitoksični, antialergijski, antianafilaktički (vrsta osjetljivosti) faktor, protuupalno, štiti od ionizirajućeg zračenja, regulira temperaturu, stimulira i sudjeluje u stvaranju antitijela. Magnezij djeluje opuštajuće i smanjuje osjetljivost organizma. Tada je na kongresu u Vittelu profesor Dürlach rekao: “Znak modernog civiliziranog svijeta je konstantno opadajuća razina magnezijevih iona.”

Čini se da su civilizacijske bolesti velikim dijelom uzrokovane nedostatkom magnezija u ljudskom tijelu. Stoga je vrijedno pobliže pogledati magnezij.

Magnezij dobivamo iz tla – kroz hranu biljnog podrijetla i proizvode dobivene od životinja koje se hrane biljkama. Dakle, u naš organizam ulazi onoliko magnezija koliko se nalazi u tlu.

U međuvremenu, u tlu ima malo magnezija. U 40% poljskih zemalja postoji manjak magnezija, u 34% zemalja ima prosječan sadržaj, au manje od 26% ima dovoljan ili visok sadržaj. Umjetna gnojiva ili uopće ne obogaćuju tlo magnezijem ili ga ono prima premalo. Primjerice, 1971.-1975. Prosječna količina magnezija dodanog poljskom zemljištu bila je 10-12 kg magnezijevog oksida (MgO) po 1 hektaru obrađene zemlje. Je li to puno ili malo? Pšenica s prinosom od 40 c/ha trebala bi s 1 ha MgO iz tla dobiti oko 17 kg, a šećerna repa s urodom od samo 350 c/ha oko 66 kg.

Naravno, potrebna količina magnezijskog gnojiva ovisi o sadržaju magnezija u tlu i vrsti biljaka koje se uzgajaju. Obično je to od 130 do 260 kg/ha. Od ove količine kieserita (magnezijevo gnojivo) u tlo prijeđe 30-60 kg magnezijevog oksida i uz to 15-31 kg kalijevog oksida. Stajski gnoj sadrži 0,18% magnezija, što znači da ako nanesemo 300 kg stajskog gnoja na 1 ha, dobivamo oko 54 kg Mg. Ovo definitivno nije dovoljno.

Klorofil sadrži 2,7% magnezija. Ioni magnezija reguliraju stupanj hidratacije stanica. Ako biljkama nedostaje magnezija, proces isparavanja vode je ograničen, a ako postoji višak, biljka intenzivno upija vodu, tako da se tlo unutar korijenskog sustava isušuje.

Za one koje zanima, evo tablice.

Učinci na glavne tjelesne funkcije: aktivacija enzima, sinteza proteina, zdravlje srčane arterije, funkcija živaca.
Minimalne dnevne potrebe (RDA) i najbolji prehrambeni izvori ovog minerala: 150 mg - kaše od žitarica, posebna jela od ribe, listovi zelenih biljaka.
Sinergizam s dodacima hrani i drugim vitaminima i mineralima (poboljšanje i potenciranje djelovanja na organizam): B 6, C, kalcij, fosfor.
Simptomi nedostatka: izostanak rasta, grčevi u nogama, nervoza.
Čimbenici koji smanjuju razinu ovog minerala u organizmu: višak željeza.

Kemijske karakteristike:
- serijski N - 12
- atomska težina - 24,32
Lagani metal je bijele boje i kada je izložen zraku prekriva se tankim slojem oksida, što mu daje mat izgled.
Kada se zagrije, lako gori, pretvarajući se u oksid - MgO - spaljeni magnezij. U tom slučaju dolazi do bljeskanja magnezija. Lako se spaja s halogenidima, a pri zagrijavanju sa sumporom i dušikom.
Magnezijev oksid je bijeli prah, lako topiv u kiselinama; s vodom magnezijev oksid stvara hidrat - Mg(OH) 2 koji je baza srednje jakosti.
Većina magnezijevih soli visoko je topiva u vodi.
Prisutnost iona magnezija daje tekućini gorak okus.
NB! Najbliži susjed magnezija u skupini je kalcij s kojim magnezij stupa u reakcije izmjene. Ova dva elementa lako istiskuju jedan drugog iz svojih veza.
Opće informacije:
Magnezij je jedan od najčešćih elemenata u prirodi. Magnezijevog klorida posebno ima u morskoj vodi. Voda za piće također sadrži ione magnezija.
U biljnom svijetu magnezij ima važnu ulogu kao dio klorofila. Bez magnezija ne mogu postojati ni zelene biljke ni životinje koje se njima hrane.
Fiziologija:
Magnezij u tijelo ulazi hranom, vodom i solju. Biljna hrana posebno je bogata magnezijem. Dio ioniziranog magnezija odvaja se od magnezijevih soli hrane u želucu i apsorbira u krv. Glavnina teško topljivih magnezijevih soli prelazi u crijeva i tek nakon njihove kombinacije s masnim i alkalnim kiselinama apsorbira u krv. Ovi spojevi magnezijevog kompleksa transportiraju se u jetru. Načini njihove daljnje distribucije po organima još nisu proučeni.
Glavni "depo" magnezija nalaze u kostima i mišićima. Kosti sadrže magnezijev fosfat 1,5%, caklina zuba sadrži 0,75% (kod karijesnih zuba 0,83-1,88%).
Koncentracija magnezija u ljudskoj krvi je 2,3-4,0 mg%.
Dnevno potreba u magneziju - 0,6 mg.
Normalan magnezij ističe putem bubrega u obliku fosfata, ali uglavnom putem crijeva u količini od 0,2-0,3 mg/dan.
Značenje:
Magnezij je bitan sastojak svih stanica i tkiva, sudjeluje zajedno s ionima drugih elemenata u održavanje ionske ravnoteže tjelesne tekućine.
Magnezij je dio enzima povezanih s metabolizmom fosfora i ugljikohidrata. Magnezij aktivira plazma i koštanu fosfatazu i sudjeluje u procesu neuromuskularne ekscitabilnosti.
Višak magnezija i njegove manifestacije:
Velike doze magnezijevih soli imaju uglavnom laksativni učinak (osobito magnezijev sulfat).
Uz parenteralnu primjenu magnezijevog sulfata uočeni su simptomi: opća depresija, letargija, pospanost, anestezija se javlja pri koncentraciji magnezija do 15-18 mg% (umjesto norme - 4 mg%).
Sposobnost magnezijevih soli da uzrokuju anesteziju prvi su otkrili Meltzer i Auer 1905. godine.
Detaljnije proučavanje ovog fenomena pokazalo je da 25% otopina MgSO 4 ubrizgana u intraduralni prostor djeluje poput kokaina, izazivajući potpunu anesteziju.
Nedostatak magnezija i njegove manifestacije:
Kada koncentracija magnezija u krvi padne ispod normalne granice (2,3-4,0 mg), javljaju se simptomi uzbuđenja živčanog sustava, uključujući napadaje.
Smanjenje magnezija u krvi dojenčadi (osobito uz umjetno hranjenje) može dovesti do tetanije. To se objašnjava činjenicom da iako je sadržaj magnezija u kravljem mlijeku 4 puta veći nego u ženskom mlijeku, magnezij iz kravljeg mlijeka puno se teže apsorbira.
Kod djece se kod rahitisa također opaža smanjenje količine magnezija u krvi, au ovom slučaju davanje magnezija rahitičnoj djeci pomaže u poboljšanju omjera Ca:P u tijelu.
Isključivanje magnezija iz prehrane bogate kalcijem uzrokuje zadržavanje kalcija u svim tkivima, a posebno u srčanom mišiću i bubrezima, što dovodi do njihove kalcifikacije.