Организм человека состоит из множества веществ, и все они поступают с пищевыми продуктами. Последние, распадаясь в организме человека, выделяют энергию, в том числе и тепловую, необходимую для поддержания нормальной температуры тела и выполнения всех основных жизненных функций (сокращения сердца, дыхания, переваривания пищи и т.д.), а также других физиологических функций (от незначительных мышечных усилий, прилагаемых при сидении, чтении и письме, до значительных нагрузок, затрачиваемых при занятиях спортом и тяжелом физическом труде).

В состав пищевых продуктов входит различное количество особых веществ, называемых питательными. Большинство видов продуктов содержат несколько питательных веществ, в то время как рафинированный сахар-только одно. Каждое питательное вещество играет свою особую роль в жизнедеятельности человеческого организма, например в процессах роста, построения и замены отмирающих клеток новыми, регулирования функций организма, обеспечивающих рост и восстановление тканей, высвобождения и использования содержащейся в пище энергии для согревания тела человека и поддержания его в здоровом состоянии.

Питательные вещества можно подразделить на шесть основных классов - белки, углеводы, жиры и липиды, минеральные вещества, витамины и вода.

Энергетическую ценность пищи определяют по количеству теплоты, выделяемой при ее сжигании. Количество теплоты, требуемое для нагревания 1 л воды до 15-16°С, соответствует одной термохимической килокалории (ккал), а количество теплоты, нужной для нагревания 1 мл воды на 1°С,-одной калории (кал). В международной системе единиц СИ эта величина выражается в джоулях (1 кал = = 4,184 Дж).

Белки. Особой их функцией является участие в построении и восстановлении тканей организма. Белки состоят из структурных элементов, называемых аминокислотами. Различные белки содержат разные наборы и количества аминокислот, которых всего известно 23. Растения способны синтезировать аминокислоты из веществ, содержащихся в почве, воздухе и воде, а в организме животных и человека аминокислоты синтезируются из тех веществ, которые есть в продуктах питания. Имеется, однако, восемь незаменимых аминокислот, которые не синтезируются в организме человека в достаточном количестве и должны поступать с потребляемой пищей. Крупы, орехи и сушеные бобовые продукты (горох и фасоль) богаты растительными белками. Мясо, рыба, молоко, сыр и яйца являются основными источниками белков животного происхождения.

Аминокислоты, входящие в состав белков животных и человека, сходны, но отличаются от аминокислот большинства отдельно выделенных растительных белков. Человек обычно получает белки не из одного продукта; сочетание различных видов пищи может удовлетворить все потребности организма в белках, необходимых для здоровья. Когда человеку доступна пища животного происхождения, ему хватает белков. Даже небольшого количества мяса, рыбы, молока, сыра и яиц в сочетании с кашами и другой растительной пищей достаточно для удовлетворения потребности здорового человека. Когда пищи животного происхождения не хватает, полноценный объем белков может быть компенсирован подходящим сочетанием растительных белков. Многие традиционные смешанные блюда (например, каши с молоком, рис с фасолью) представляют собой примеры пищевых смесей, где аминокислоты в белках одного компонента еды дополняют собой аминокислоты белков другого компонента.

При оценке потребности человеческого организма в белках необходимо принимать во внимание дополнительные факторы. Новорожденные, дети и подростки особенно нуждаются в белках в период роста, беременным женщинам и кормящим матерям нужны белки для роста ребенка и выработки молока.

Другим фактором является «перерасход» белков, имеющий место, когда калорийность съедаемой пищи не соответствует количеству энергии, требуемой организму человека для выполнения его функций. При таких условиях, как голод, недоедание, энергетические потребности преобладают над другими и белки используются в основном для производства энергии, а не для построения и восстановления тканей организма. Таким образом, замедление нормального роста детей свидетельствует о недостаточности питания в целом, а не только о дефиците белков.

Стоимость пищевых продуктов, богатых белками, обычно выше, чем продуктов, являющихся главным образом источниками энергии, и потому потребление белковой пищи в условиях недостатка общей калорийности рациона мало оправдано с экономической точки зрения.

Углеводы. Углеводы, наоборот, являются основными источниками энергии и легко усваиваются организмом:    1 г углеводов производит приблизительно 4 ккал. Когда общая калорийность питания превосходит энергетические потребности организма, излишек переходит в накапливаемый им жир, однако при лечении ожирения при помощи специальной диеты не стоит стремиться к выборочному или полному исключению углеводной пищи. Следует избегать при лечении ожирения диет с низким содержанием углеводов, так как они могут вызывать кетоз (накопление в организме кетоновых тел) и другие нежелательные побочные явления. Углеводы являются обязательным компонентом пищевого рациона человека, и желательно, чтобы они поступали с различными продуктами. Надо помнить, однако, что сахароза, особенно если ее употребляют в промежутках между приемами другой пищи, по общему убеждению, приводит к развитию кариеса зубов. Когда затрачиваемая организмом энергия превышает количество калорий, поступающих с пищей, возникают чувство голода, слабость, вялость и истощение. При этом организм расходует запасы накопленного жира для выработки энергии, и человек худеет.

Растения синтезируют и накапливают углеводы в виде крахмала и сахаров из компонентов почвы, воздуха и воды. Организм человека не способен синтезировать углеводы из неорганических веществ и получает их с различными пищевыми продуктами, главным образом растительного происхождения. Кроме углеводов, растения поставляют также различные количества белков, витаминов и минеральных веществ.

Жиры и липиды. Жиры и липиды как растительного, так и животного происхождения служат концентрированными источниками энергии (калорийность порядка 9 кал/г) и участвуют в усвоении некоторых витаминов. В небольшом количестве жиры входят в состав всех клеток и служат также резервным запасом энергии организма (жировая ткань).

Жиры делают многие виды пищи более приятными на вкус и позволяют снизить объем рациона по сравнению с рационом, состоящим в основном из углеводов и белков.

Следовало бы позаботиться об увеличении содержания жиров в рационе тех групп населения, которые испытывают недостаток энергии, поступающей с пищей. Это повысит энергетическую ценность рациона и будет способствовать удовлетворению потребности в энергии. Наличие в рационе излишних калорий за счет жиров, так же как и углеводов, ведет к ожирению. Лицам зрелого возраста в группах населения с повышенной частотой заболеваний атеросклерозом, диабетом, склонных к тучности, можно рекомендовать, чтобы не более 35% потребности в энергии удовлетворялось за счет жиров. В пищевых жирах, употребляемых этими людьми, должно быть снижено содержание насыщенных жирных кислот, а содержание линолевой кислоты находиться в пределах одной трети общего содержания жирных кислот.

Минеральные вещества. Организму человека требуются в небольшом количестве самые разнообразные неорганические вещества, все они могут быть получены с пищей. Каждое неорганическое вещество играет свою особую роль в процессе роста организма или при выполнении им различных функций. Некоторые из этих веществ считаются более важными, чем другие (с точки зрения рационального питания), вследствие недостаточного их содержания в рационе определенных групп людей. Так, кальций, имеющийся в молоке и молочных продуктах, кроме сливочного масла, необходим для роста зубов и костей, для процесса свертывания крови при травмах, а также для нормального сокращения мышц. Железо является важным компонентом красных кровяных телец, переносящих кислород от легких к тканям и клеткам организма. Иод-неорганический элемент, который требуется организму в чрезвычайно малом количестве, входит в состав гормона щитовидной железы, принимающего участие в регуляции роста, умственного развития, влияющего на скорость протекания многочисленных реакций в организме. Вот только три примера из длинного перечня неорганических веществ, имеющих первостепенное значение для нормального роста и здоровья людей.

Витамины. Витамины были открыты в начале XX в. как «неизвестные» питательные вещества, необходимые для нормального роста, развития и функционирования организма. Витамины требуются ему в ничтожных количествах, и каждое открытие химического состава какого-либо витамина было заметным научным достижением, о котором широко сообщалось в печати.

В ходе проведения исследований витаминам присваивались названия по буквам алфавита. Хотя к настоящему времени определено уже свыше 20 витаминов и установлены их биологические свойства, широкая публика продолжает приписывать почти волшебные действия витаминам А, В, С, D и др. Стало известно, например, что вещество, которое когда-то назвали витамином В, является в действительности смесью веществ с разными биологическими свойствами, однако встречается часто в одних и тех же продуктах питания.

Широкая известность каждого витамина основывается на знании одного из его биологических свойств: витамин А предупреждает развитие ночной (куриной) слепоты, витамин В (тиамин) обладает антиневритным действием, витамин С предупреждает цингу, а витамин D обеспечивает рост прочных, прямых костей.

Витамины подразделяют на две категории в зависимости от их растворимости в воде или жире. Знание растворимости витаминов, температуры, при которой они разрушаются, их чувствительности к воздействию воздуха и кислотных растворов позволяет хорошей хозяйке и технологу-пищевику избежать разрушения содержащихся в пище естественных витаминов при изготовлении и хранении различных блюд. Так, витамины А, D и Е растворимы в жире и потому не растворяются при варке, в то время как витамины группы В и витамин С растворимы в воде. Кроме того, витамин С разрушается под воздействием тепла и воздуха, но может быть сохранен в кислом растворе. На основании изложенных данных рекомендовано подавать к еде зеленые овощи свежими (без длительного их хранения на воздухе и не подвергая тепловой обработке), например в виде салата с маслом (для лучшего усвоения витамина А) или уксусом (для сохранности витамина С). В помидорах, содержащих небольшое количество кислоты, витамин С сохраняется несколько лучше, чем в вареной зелени, которая не является кислой. Все виды овощей следует варить минимальное время (только до размягчения), а получаемую жидкость целесообразно использовать в супах, так как в ней содержится определенная часть полезных неорганических веществ и растворенных витаминов.

Вода. Воду тоже следует считать питательным веществом, поскольку человеческое тело состоит из нее на 60-70%; при отсутствии воды человеческая жизнь прекращается через несколько дней. От воды зависят регулирование температуры тела, переваривание и усвоение пищи, распределение питательных веществ по тканям организма. Удаление из них отходов, а также функционирование почек невозможны без потребления воды в достаточном количестве.

Во время тяжелого физического труда или занятий спортом, а также в условиях жаркого климата необходимо дополнительное количество воды для компенсации ее потери с потом и для поддержания температуры тела в нормальных пределах.