食品の栄養素~五大栄養素と機能性成分  

五大栄養素

食品の機能的な成分

食材の栄養

 

三大栄養素

栄養といえば、「カラダを大きくするもの」「カラダを元気にするもの」という考え方が主流の時代がありました(今でもかなり多くの人が漠然とそう思っているようですが)。いわゆる「カロリー=栄養」という概念です。

現在は、「カラダが正常に機能するために不可欠のもの」も栄養素だと考えられていて、飢餓よりも飽食で困っている現状から、むしろこちら方が大事ではないかと考える専門家が激増しています。

分かりやすい一例を挙げますと、炭水化物というのは糖質に食物繊維を加えた呼び方ですけども、食物繊維というのは吸収もされないし、エネルギーにもならないモノなので、昔は栄養素の範疇だと考える学者はいませんでした。つまり「炭水化物=糖分のみ」だとされていたのです。ひっついている食物繊維は「役に立たたない余計なモノ」という認識です。

ところが時代は変わり、今は「食物繊維が少ないから現代病を招いている」というのが常識になり、食物繊維も立派な栄養素の仲間入りです。(栄養素をエネルギー源だと考える方面は食物繊維を栄養素だと認めていませんが、「栄養とは何か」に対する解釈の問題でしょうし、これから変わっていかざるをえないでしょう)

そのような意味(現代は飽食気味)で、現在は三大栄養素よりも、「微量な調整栄養素」が注目を浴びる時代です。ビタミンやミネラル、食物繊維、各種の酵素、発酵による菌、フィトケミカル(植物由来の機能性成分)、こうした微量ですが大事な作用をしている成分の重要さが分かってきています。これらを含めて五大+第六、第七の栄養素と称することもあります。

三大栄養素がクルマのガソリンだとしたら、その他の微量栄養素はオイルや電気系統システムに相当すると言えましょう。糖質、脂質、蛋白質がなければ動くエネルギーが得られないし、それ以前に生きられません。

しかし、現代のクルマは電気系統がないとウンともスンともいわないし、オイルがなければ劣化して壊れます。 基本的な栄養が不足する心配がなくなった現代人も似たようなものです。

そして今は、ガソリンではない電気・水素など新たなエネルギー源を模索する方向に向かおうとしているクルマ。ヒトもまた、古典的三大栄養素から「さらに機能的な新栄養」に向かっているのかも知れません。


炭水化物(糖質)

carbohydrates

炭水化物とは、文字通り「炭素」と「水」からできている有機化合物です。炭素の原子に水の分子。食品としては米、パン、そば、砂糖などの総称です。

ヒトは運動も何もしなくても基礎代謝と筋肉維持活動のために1日に電球1個分のエネルギー(電力換算)が必要で、おおよそ1300~1800kcalを消費します。

これに対して、食事として補給するエネルギー摂取量はだいたい2000kcal(日本人平均)
そのうち60%が炭水化物(糖質)で、脂質は25%、タンパク質が15%。

糖質の摂取量は、総エネルギーの50%以上が望ましいと奨励されていますので、日本人はクリアしているわけです。(あくまでも平均値ですが)

食品100gから、100g中の水分・たんぱく質・脂質・灰分の合計(g)を差し引いた値が炭水化物の量で、1gあたり4kcalのエネルギーがあります。

ヒトが炭水化物を必要とするのは、エネルギー源として重要だからであり、さらに、遺伝子(DNA、RNA)などをつくる材料として不可欠だからです。

食べた炭水化物は、唾液やすい臓のアミラーゼなどの消化酵素によってぶどう糖(グルコース)などの単糖類に分解され、小腸から吸収されます。

ぶどう糖は直接的なエネルギー源であり、車にとってのガソリンに近いもの。大量のエネルギーを必要とする脳や筋肉 、赤血球を中心に消費され、パワーに直結します。

疲労を回復したいなどの理由がある場合は、直接小腸に糖分だけを吸収させればよいわけで、アメをなめる、極端なケースではブドウ糖の点滴、などの方法がとられます。
遭難して栄養失調になった人を元気にするには、タンパク質ではなくまず糖分を与える方がよいということです。ステーキよりパン、パンよりもチョコやアメ玉。

しかし、体を動かしたり脳をフル回転させるたびに、いちいち糖質を補給してやる(車でいえば燃料を直接点火させているようなもの)わけにもいきません。

そこでカラダはガソリンタンクのようなシステムを用意して、この問題に対応するようになっています。 使われなかったぶどう糖を、合成酵素たちが「グリコーゲン」という構造に変換して、肝臓や筋肉に貯蔵しておくのです。

このグリコーゲンが、タンクに入ったガソリンのように、必要に応じてまたグルコースに分解され、カラダ中にある細胞のエネルギーになるわけですね。

炭水化物
  ↓(分解)
グルコース→エネルギー
  ↓(貯蔵)
グリコーゲン
  ↓(補給)
グルコース→エネルギー

炭水化物の主体は糖分ですので、「糖質」あるいは「糖」と呼ばれるわけですが、糖分にも様々な種類があります。

糖のもっとも基本的で単純な形をしているものが【単糖】で、ぶどう糖もこれになります。
単糖が二個つながったものが【二糖類】
ショ糖や麦芽糖が二糖類になり、砂糖はショ糖ですから二糖類ということになります。
単糖が数個~数十個つながって【オリゴ糖
単糖が数百個~数千個つながったものが【多糖類】

単糖 グルコース(ぶどう糖)、フルクトース(果糖)、ガラクトース(脳糖)、マンノース、ほか
二糖類 スクロース(しょ糖)、マルトース(麦芽糖)、ラクトース(乳糖)、セロビオース、トレハロース、ほか
オリゴ糖 フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、大豆オリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、乳果オリゴ糖 (ラクトスクロール)、ニゲロオリゴ糖 、キシロオリゴ糖 、ほか
多糖類 スターチ(でんぷん)、グリコーゲン、セルロース、ペクチン、アガロース、ほか

単糖、二糖が【糖類】
吸収されやすいのが特徴
糖類に多糖類を含めて【糖質】
結合が多いため分解が遅くゆっくり吸収される
糖質に食物繊維全体を含めて【炭水化物】
このような分類をする場合もあります。

食物繊維

さて、上の多糖類のなかにセルロースというものが出てきましたけども、これは他の糖と少しだけつながり方が異なっていて、ヒトの体内にまったく存在しません。

存在しないということは吸収もしていないわけで、したがってこれを分解する酵素も人体にはありません。これを食べても、カラダの成分にも「エネルギー栄養」にもならない。そう考えられていました。

ところが、カラダはこれを「有効利用」していました。
僅かではありますがエネルギーに変換。腸内の細菌が分解してエネルギーを産生していたのです。

そして大腸の健全な機能になくてはならない大事なものだということも分かりました。「いらないもの」どころか、これがなくては大腸がまともに機能しなくなり、結果として不調を招いてしまう。

便秘予防、毒性物質の排除(デトックス)、大腸癌予防はもちろんですが、肥満予防、糖尿病予防、動脈硬化の予防、免疫強化。

腸内でビフィズス菌等の有用菌を増加させ、ウエルシュ菌等の悪玉菌を抑制する、ビタミンB群も増やす、エネルギー吸収はゆるやかで体に負荷をかけない、血糖値の急激な上昇も抑制、こうした働きをするものが栄養素ではないという考え方は、無理があると言えましょう。

こうした、セルロースなどの多糖類を始めとした消化酵素によって消化されない食品成分を、【食物繊維】といいます。

食物繊維には水溶性と不溶性があり、ほとんどは植物や海藻に含まれていて、 なかにはキチン、キトサンのように甲殻類の殻などに含まれるものもあります。

食物繊維の種類と簡単な説明

糖質の過剰がもたらすもの

食べた炭水化物は、ブドウ糖として消費され、使い切れずあまった分はグリコーゲンとして貯蔵に回されます。

しかし、余剰分がぜんぶグリコーゲンになるわけではありません。糖質は体内に少量しか貯めておけないのです。

グリコーゲンの貯蔵量は、せいぜい筋肉に500g、肝臓に100gというところです。使い切れなかったぶんの多くも、外に排出はされません。

炭水化物の多くは脂肪酸に変換されて(つまり脂肪になって)、内臓や皮下にたまっていくのです。 摂りすぎた糖質は、肝臓が脂質に変えて脂肪細胞へ送ってしまうんですね。これが肥満の一因です。

その反対に、「脳のエネルギーはブドウ糖だけなので、摂取しないと大変なことになる」という話をよく聞きますけども、もし体内の糖質が不足したら、肝臓が脂質とタンパク質(アミノ酸)から糖を合成するのです。脳細胞と赤血球は糖質を優先して要求しますから、グリコーゲンが足りないとそういうことをします。

この事からも「砂糖は脳に良い」という論調は馬鹿げており、そもそもブドウ糖補給に砂糖を摂る理由はありません。

カラダは常に血液中のぶどう糖レベルを一定に保つようにはたらきます。これは、糖が足りなくても過剰でも余計な負荷をかけてしまうということです。

健康な人の血液中では、ぶどう糖レベル(血糖値)がいつも一定(70~110mg/dl)に保たれています。

血糖値が下がり過ぎると、冷や汗が出て脱力感を感じ、最後は失神することになります。

逆に高すぎた場合、最終的にあちこちの血管が破裂してしまうでしょう。死に直結してしまうのです。

そうならないために、すい臓から血糖値をコントロールするホルモンが分泌されます。これが「インスリン」ですね。

急速に吸収される種類の糖質をたくさん体内に入れてしまうと、当然ぶどう糖レベル(血糖値)も急上昇します。

こうなるとインスリンは過重労働になり機能がおかしくなって、最後は分泌されなくなります。こうなれば「糖尿病」ですね。180mg/dlを越えたあたりから腎臓がおかしくなりブドウ糖がそのまま尿で排出されるようになってしまいます。

この大きな原因は「炭水化物のドカ食い」と「ショ糖のとりすぎ」です。
炭水化物はご飯、パン、パスタ、ラーメン、ソバ、ウドンと、日本人が毎日食べるものですから、意識しなくてもやや過剰になっておりますし、ショ糖の場合は飲み物が大きいでしょう。コーヒーや清涼飲料水などに含まれるものを乾燥重量に換算すると驚くほど多いのが分かります。

高血糖・糖尿病

炭水化物を摂る大切なポイントは、「急」と「過剰」に気をつけて、カラダの恒常性(ホメオスタシス)を乱さないようにすることです。


食品の糖質とカロリー(一覧表)

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脂質(脂肪)

lipid

(一)脂質は脂肪酸としてはたらく

脂質は、炭素と酸素と水素がつながったもので、水には溶けず、有機溶媒(アルコールなど)に溶ける、中性脂肪、リン脂質、コレステロール、脂溶性ビタミン、などの総称です。

炭素がその他とつながりあって「脂肪酸」を形成し、つながり方のバリエーションによって様々な脂肪酸が出来ています。

・脂肪酸を大別すると

飽和脂肪酸』 炭素分子鎖が二重、三重に結合していないタイプ。

ステアリン酸パルミチン酸などが飽和脂肪酸です。

不飽和脂肪酸
炭素分子鎖が幾重に結合したタイプです。

二重に結合した箇所が一つだけのものは、 『一価不飽和脂肪酸
結合が二カ所以上あるものは、『多価不飽和脂肪酸
炭素鎖の端から何番目に結合しているかによって系統分類されていて、「ω(オメガ)-**番号**脂肪酸」と呼ばれています。

■(多価不飽和脂肪酸)

ω-3脂肪酸
α-リノレン酸→エイコサペンタエン酸(I PA / EPA)、ドコサヘキサエン酸(DHA

■(多価不飽和脂肪酸)

ω-6脂肪酸
リノール酸アラキドン酸、GLA(ガンマ-リノレン酸

■(一価不飽和脂肪酸)

ω-9脂肪酸
オレイン酸(オリーブ油など)ほか

※ω-3脂肪酸とω-6脂肪酸はヒトの体内で合成できず外部から摂取するしかない栄養素で【必須脂肪酸】といいます。

※α-リノレン酸からEPA、DHAに、リノール酸はアラキドン酸に、それぞれヒトの体内で合成されます。

※必須脂肪酸以外の脂肪酸は、糖質の代謝で発生するアセチルCoAなどによって体内で合成できます。

トランス脂肪酸

油と健康の関係

(ニ)脂肪酸の役割

肉や魚、豆や種実、油脂加工品など脂質が多い食品を食べると、脂質は小腸で吸収されて脂肪酸とグリセリンに分解されます。

腸から血液を経て肝臓へと運ばれるわけですが、血液中ではグリセリン(グリセロール)と脂肪酸が結合した状態で、これが【中性脂肪(グリセリン脂肪酸エステル。またはTAG / トリグリセリド)】。脂質のほとんどは中性脂肪です。

※水に溶けない性質であるため、そのままでは血液となじみません。そこで界面活性の性質をもつ特殊なタンパク質の膜に覆われた状態になります。この状態の中性脂肪を「リポタンパク」といいます。

善玉・悪玉コレステロール、リポタンパク質

中性脂肪は血液を流れながら分解酵素の作用で脂肪酸に戻り、いろいろな細胞に取り込まれます。

細胞やホルモンなどの材料になるのも脂肪の大切な役割、それ以上に脂肪は「エネルギー源」として重要です。

細胞に取り込まれてエネルギーに変換(ATPに変換)されるのですが、水分がなく酸素もほとんどない中性脂肪は、炭水化物の何倍もの非常に密度の濃いエネルギー源です。

運動などをしていない平常時(安静時)にヒトが使用するエネルギーの80%は脂質が発生しているのです。

脂質のエネルギーは1グラムにつき9kcal
糖質(炭水化物)のエネルギーは1グラムにつき4kcal

糖質の摂取量が総エネルギーの50%以上と過半数なのに対し、脂質はその半分以下。それだけ脂質は高カロリーだということですけども、「瞬発的・短期的なエネルギーは糖質」「保存のきく長期的なエネルギーは脂質」だと言えます。

代謝が激しいほど糖質が使用され、代謝が低い平常時は脂質がエネルギー源になっているんですね。

直接エネルギー点火するようなブドウ糖は数分から1時間、グリコーゲンは1日程度、そして中性脂肪は数週間。

非常に日持ちするエネルギー源というわけです。
問題は、数週間までに「使わなかったら」どうなるかですね。

保存用エネルギー源としてベストな中性脂肪ですが、ヒトのカラダは飢餓状態に備えることを優先することもあり、過剰に貯蔵される傾向があります。

重要なエネルギー源だからこそ、カラダは脂肪組織を放出しようとしません。それで、なかなか排出されない。筋肉の量を増やすなどが効果的な減らし方ですが、普通の人にはかなりの難題でしょうから、使用(燃焼)されずにたまりこみ、体脂肪が増加してしまう。

使用される機会がない中性脂肪は際限なく体内にためこまれる状態になり、やがて体内のさまざまな機能を妨害してしまうようになる。これが肥満です。

糖質と脂質は非常に密接に連携してエネルギー供給を頻繁にスイッチしているわけで、ここを理解しておかないと、「よけいな脂肪分を落として・・・」というダイエットなどで逆効果を招くこともありましょう。

飽和脂肪酸の摂りすぎが生活習慣病を招くということが約20年ほど前から科学的に証明されており(一部では50年以上前から指摘されていた)、血清が脂肪で白くなるほどの欧米型動物性脂肪メインの食生活が、どれほど病気を招いてしまうか、それが分かってきています。

今では、ω-3のDHAやEPAなどを耳にしない日がないほど、世間に知られるようになりました。

脂質や糖質を摂取せずにいることは不可能ですから、これからは良質(摂取を推奨できる)な成分と悪い(体内で良い作用をしないもの)成分を、いかに見極めるかが、食事で健康を守るカギになると思われます。


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たんぱく質

Protein

(一) アミノ酸とタンパク質

タンパク質は、人体を構成している60兆個の細胞の主成分です。筋肉、骨などの骨格、皮膚、血液、酵素、ホルモン、カラダの15~20%はたんぱく質で、個体部の半分以上がたんぱく質です。
タンパク質の語源だとされる proteios は、ギリシャ語で「1番重要なもの」という意味です。

ヒトは穀物、肉、魚、豆などからタンパク質を摂取し、日々寿命で分解される筋肉や肌などの古い細胞と新しい細胞を交代させています。1日でカラダの2~3%のタンパク質が入れ替わるといわれます。

たんぱく質のもとは20種類のアミノ酸で、そのうち9種類は体内で合成できない必須アミノ酸です。

必須アミノ酸
トリプトファン、フェニルアラニン、メチオニン、トレオニンリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、ヒスチジン
その他のアミノ酸
アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、プロリン、セリン、チロシン

各アミノ酸の簡単な説明

生命体の設計図である遺伝子には、アミノ酸の並び方しか書かれていません。情報はアミノ酸の配列のみ。
この情報にしたがってアミノ酸がつながって様々なたんぱく質ができ、1人の人間が形成されます。たんぱく質以外の成分はほぼ自動的に組み込まれていくだけです。

摂取したたんぱく質は、胃腸で消化酵素(これもタンパク質です)によりアミノ酸に分解されます。

食物は胃のペプシンの作用を受けた後小腸へと移動、小腸でもたんぱく質分解酵素がはたらいて分解が進み、ペプチド(つながったアミノ酸)またはアミノ酸単体として吸収されまれす。

アミノ酸やペプチドは、腸壁から血液中に入り、体中のいろいろな細胞へ。
細胞内に蓄積されたアミノ酸やペプチドは、必要に応じてたんぱく質の材料として利用されるのです。

10万種類以上のたんぱく質は個々に専門の機能をもち、筋肉や骨などカラダの材料になるもの以外にも、鉄分を媒介として酸素を運搬するもの、細胞内でエネルギーに変換されるもの(タンパク質のエネルギーは1グラムにつき4kcal)、じつに多種多様です。

アミノ酸とタンパク質は、分解と合成を繰り返すという合理的な動きもしています。
一時的に使用されただけで要らなくなったタンパク質には、ユビキチンという物質がひっついて「リサイクル用」という目印が付きます。
特殊な消化酵素が、この目印のあるタンパク質をつかまえてペプチドに分解し、細胞内に保存します。
保存されたペプチドは、再び必要に応じてタンパク質に合成されるという、なんともよくできた仕組みです。

(ニ) たんぱく質をとりすぎると骨が弱まる

タンパク質はアミノ酸組成によって品質の良いものと良くないものがありますが、いくら高品質のタンパク質であろうと、カラダの処理能力をこえた摂取をすれば、結果的に異変につながります。つまり「量」が問題になるのです。

カラダが必要とするアミノ酸の量は決まっているので、必要のない余剰分が体内にあれば排出されます。

要らないアミノ酸は血流にのって肝臓へと運ばれ、そこで分解されます。このとき有害なアンモニアになってしまうので、これを急いで害のない尿素へと転換します。

タンパク質の摂取量が多いほど、肝臓はこの作業を頻繁にさせられることになり、疲弊します。
尿素が多量に発生しますから、カラダは大量の水分が必要になります。

※過剰なタンパク質を追い出すには、この作用を加速させれば、つまり水を大量に飲めばよいわけで、「水飲みダイエット・水飲み健康法」はこれに由来します。
この「水飲み」、高タンパクの欧米人には理屈に合う方法ですが、炭水化物が主体の日本人には向いていません。そして、下の理由により、多量の水でタンパクを排出するというやり方はおすすめできません。そもそもタンパク質は肥満のもとにはならないのです。

尿素の排泄を促す作業が頻繁になれば、負担でシステムに狂いが生じて尿酸に変化する割合が高くなり、尿酸ナトリウムの結晶による「痛風」を招きやすくなります。

そしてもうひとつ、これが重要です。
水分と一緒にカルシウムも排泄されるのです。

大量のアミノ酸が分解されると、血液が酸性に傾き、それを中和するためにカラダは骨や歯の組織からカルシウムを溶かして血液中に送りこみますので、これが尿で排泄されてしまうというわけです。

これに加えて、悪いタンパク源(肉加工品など)にはリンが多く含まれておりますから、リンが増えるぶんカルシウムが溶ける。
さらに悪いことに、リンは腸内でカルシウムと結びついてリン酸カルシウムを生成。これは吸収されないので便によって排泄され、カルシウムの吸収を妨げてしまうのです。

WHOは2000年代の初頭から、たんぱく質による酸性の負荷は、骨粗しょう症の発症に関してカルシウム摂取量よりも重要な要因ではないかと指摘しています。
2007年には、ハム、ベーコン、サラミなどの加工肉を避けて豆や質の高い肉類(鳥や魚)をタンパク源としたほうが良いとしました。

アミノ酸スコアが100の食品
(良質のタンパク質)
・大豆
・卵
・牛乳
・魚
・肉(赤身)

タンパク質がカラダを大きく頑丈にすることは間違いのない事実であり、それは運動選手などが実感していることでもあります。
食が急速に欧米化した日本でも年々動物性タンパク質の摂取割合が激増し、それにつれて子供たちの体は大きくなり、成熟も早まっています。
しかしそれは、「健康になった」という意味ではないのです。

タンパク質の過剰摂取は、血中尿素窒素を上昇させて高窒素血症を招くリクスを高め、腎臓疾患や糖尿病性腎症なども悪化させる原因にもなります。

3大栄養素は、お互いに深く連携し、非常に精緻なバランスを保ちつつカラダを維持する機能をはたしています。このバランスを破壊するものが、「人間の偏った嗜好」です。自分の食生活は偏向していないか、それを常に意識することを忘れないようにしたいものです。


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