Hranljivi sastojak ili nutrijent je supstanca koju organizam koristi za preživljavanje, rast i reprodukciju. Zahtjevi za unos hranjivih tvari ishranom odnose se na životinje, biljke, gljive i protiste. Nutrijenti se mogu ugraditi u ćelije za metaboličke svrhe ili izlučiti iz ćelija, kako bi se stvorile nećelijske strukture, kao što su kosa, ljuske, perje ili egzoskeleti. Neki nutrijenti se mogu metabolički pretvoriti u manje molekule u procesu oslobađanja energije, kao što su ugljikohidrati, lipidi, proteini, i fermentacijski proizvodi (etanol ili acetat), što dovodi do krajnjih proizvoda vode i ugljik-dioksida. Svim organizmima je potrebna voda. Esencijalni nutrijenti za životinje su izvori energije, neke od aminokiselina koje se kombinuju za stvaranje proteina, podskup masnih kiselina, vitamina i određenih minerala. Biljke zahtijevaju više različitih minerala koji se apsorbiraju kroz korijenje, plus ugljik-dioksid i kisik koji se apsorbiraju kroz lišće. Gljive žive na mrtvoj ili živoj organskoj materiji i zadovoljavaju potrebe svog domaćina za nutrijentima.
Različite vrste organizama imaju različite esencijalne nutrijente. Askorbinska kiselina (vitamin C) je esencijalna, što znači da se mora unositi u dovoljnim količinama, za ljude i neke druge životinjske vrste, ali neke životinje i biljke su u stanju da je sintetiziraju. Hranjive materije mogu biti organske ili neorganske: organski spojevi uključuju većinu supstanci koja sadrže ugljik, dok su sve ostale hemikalije neorganske. ]Neorganske hranljive materije uključuju hranljive materije kao što su gvožđe, selen i cink, dok organske hranljive materije uključuju, između mnogih drugih, spojeve i vitamine koji daju energiju.
Klasifikacija koja se prvenstveno koristi za opisivanje potreba životinja za nutrijentima dijeli hranljive materije na makronutrijente i mikronutrijente. Konzumirani u relativno velikim količinama (grami ili unce), makronutrijenti (ugljikohidrati, masti, proteini, voda) se prvenstveno koriste za stvaranje energije ili za ugradnju u tkiva za rast i popravke. Mikronutrijenti su potrebni u manjim količinama (miligrami ili mikrogrami); imaju suptilne biohemijske i fiziološke uloge u ćelijskim procesima, kao što su vaskularne funkcije ili nervna provodljivost. Neadekvatne količine esencijalnih nutrijenata ili bolesti koje ometaju apsorpciju dovode do stanja nedostatka koje ugrožava rast, preživljavanje i reprodukciju. Savjeti za potrošače za unos nutrijenata u ishrani, kao što su u SAD Referentni unos hrane, zasnivaju se na ishodima nedostatka i pružaju vodiče za makronutrijente i mikronutrijente za donji i gornje granice unosa. U mnogim zemljama, makronutrijenti i mikronutrijenti u značajnom sadržaju prema propisima moraju biti istaknuti na etiketama prehrambenih proizvoda. Hranjive tvari u većim količinama nego što su tijelu potrebne mogu imati štetne posljedice. Jestive biljke također sadrže hiljade spojena koji se generalno nazivaju fitohemikalijama koje imaju nepoznate efekte na bolesti ili zdravlje, uključujući i raznoliku klasu sa statusom nehranjivih materija pod nazivom polifenoli, koji su i dalje slabo shvaćeni od 2017.
Tipovi
Makronutrijenti Makronutrijenti se definišu na nekoliko načina. Hemijski elementi koji ljudi konzumiraju u najvećim količinama su ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor i sumpor, sažeto kao CHNOPS. Hemijski spojevi koje ljudi konzumiraju u najvećim količinama i daju veliku količinu energije klasifikuju se kao ugljikohidrati, proteini i masti. Voda se također mora konzumirati u velikim količinama, ali ne daje kalorijsku vrijednost. Ioni kalcija, natrija, kalija, magnezija i hlorida, zajedno sa fosforom i sumporom, navedeni su sa makronutrijenati jer su potrebni u velikim količinama u poređenju sa mikronutrijentima, tj. vitaminima i drugim mineralima, koji se potonji često opisuju kao minerali u tragovima ili ultratragovima. Makronutrijenti daju energiju: Ugljikohidrati spojevi sastavljena od tipova šećera. Ugljikohidrati se klasificiraju prema broju jedinica šećera: monosaharidi (kao što su glukoza i fruktoza), disaharidi (kao što su saharoza i laktoze), oligosaharidi i polisaharidi (kao što su škrob, glikogen i celuloza). Proteini su spojevi koje se sastoje od aminokiselina spojenih peptidnim vezama. Pošto tijelo ne može proizvesti neke od aminokiselina (koje se nazivaju esencijalne aminokiseline), ishrana ih mora snabdjeti. Kroz varenje, proteini se razgrađuju pomoću proteaza nazad u slobodne aminokiseline. Masti se sastoje od glicerinskih molekula s tri spojene masne kiseline. Molekule masnih kiselina sadrže -COOH grupu vezanu za nerazgranate ugljikovodikove lance povezane samo jednostrukim vezama (zasićene masne kiseline) ili dvostrukim i jednostrukim vezama (nezasićene masne kiseline). Masti su potrebne za izgradnju i održavanje ćelijske membrane, za održavanje stabilne tjelesne temperature i za održavanje zdravlja kože i kose. Budući da tijelo ne proizvodi određene masne kiseline (koje se nazivaju esencijalne masne kiseline), one se moraju unositi hranom. Etanol nije esencijalni nutrijent, ali daje kalorije. Ministarstvo poljoprivrede Sjedinjenih Država koristi brojku od po gramu alkohola ( po ml) za izračunavanje energije hrane. Za destilovana alkoholna pića, standardna porcija u SAD-u je , što bi sa 40% etanola (80 alkohola) bilo 14 grama i 98 kalorija.
+BiomolekulaKilokalorija po 1 gramuProtein4Ugljikohidrat4Etanol7Mast9
Mikronutrijenti Mikronutrijenti podržavaju metabolizam. Minerali u ishrani su općenito elementi u tragovima, soli ili ioni kao što su bakar i gvožđe. Neki od ovih minerala su neophodni za ljudski metabolizam. Vitamini su organski spojevi neophodni za tijelo. Obično djeluju kao koenzimi ili kofaktori za različite proteine u tijelu.
Esencijalnost
Esencijalni nutrijenti
Esencijalni nutrijent je nutrijent potreban za normalnu fiziološku funkciju koji se ne može sintetizirati u tijelu – bilo uopće ili u dovoljnim količinama – i stoga se mora dobiti iz dijetetalnih izvora. Osim vode, koja je univerzalno potrebna za održavanje homeostaze kod sisara, esencijalni nutrijenti su neophodni za različite ćelijske metaboličke procesei za održavanje i funkciju tkiva i organa. Hranjive tvari koje se smatraju bitnim za ljude uključuju devet aminokiselina, dvije masne kiseline, trinaest vitamina, petnaest minerala i holin. Osim toga, postoji nekoliko molekula koje se smatraju uslovno esencijalnim nutrijentima jer su neophodne u određenim razvojnim i patološkim stanjima..
Aminokiseline
Esencijalna aminokiselina je onba koja je potrebna organizmu, ali se ne može sintetizirati de novo, te se stoga mora unijeti u njegovu ishranu. Od dvadeset standardnih aminokiselina koje proizvode proteine, ljudi ne mogu endogeno sintetizirati devet: fenilalanin, valin, treonin, triptofan, metionin, leucin, izoleucin, lizin i histidin.
Masne kiseline
Esencijalne masne kiseline (EFA) su masne kiseline koje ljudi i druge životinje moraju unositi jer su tijelu potrebne za dobro zdravlje, ali ih ne može sintetizirati. Poznato je da su samo dvije masne kiseline neophodne za ljude: alfa-linolenska kiselina (omega-3 masna kiselina) i linolna kiselina (omega-6 masna kiselina).
Vitamini
Vitamini su organske molekule neophodne za organizam koje nisu klasifikovane kao aminokiseline ili masne kiseline. Obično funkcionišu kao enzimski kofaktori, metabolički regulatori ili antioksidansi. Ljudima je potrebno trinaest vitamina u svojoj ishrani, od kojih su većina zapravo grupe srodnih molekula (npr. vitamin E uključuje tokoferol i tokotrienol): vitamini A, C, D, E, K, tiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), pantotenska kiselina (B5), piridoksin (B6), biotin (B7), folat (B9) i kobalamin (B12). Potreba za vitaminom D je uslovna, jer ljudi koji su dovoljno izloženi ultraljubičastom svjetlu, bilo od sunca ili umjetnog izvora, sintetiziraju vitamin D u koži.
Minerali
Minerali su egzogeni hemijski elementi neophodni za život. Iako su četiri elementa: ugljik, vodik, kisik i dušik, neophodni za život, oni su u tolikoj količini u hrani i piću da se ne smatraju nutrijentima i nema preporučenih unosa ovih minerala. Potreba za dušikom rješava se zahtjevima postavljenim za proteine, koji se sastoje od aminokiselina koje sadrže dušik. Sumpor je neophodan, ali opet nema preporučeni unos. Umjesto toga, identificirani su preporučeni unosi za aminokiseline metionin i cistein koje sadrže sumpor.
Esencijalni nutrijenti za ljude, navedeni po redoslijedu preporučenih unosa u ishrani (izraženo kao masa), su kalij, hlorid, natrij, kalcij, fosfor, magnezij, gvožđe, cink, mangan, bakar, jod, hrom, molibden i selen. Osim toga, kobalt je komponenta vitamina B12 koji je neophodan. Postoje i drugi minerali koji su neophodni za neke biljke i životinje, ali mogu ili ne moraju biti neophodni za ljude, kao što su bor i silicij.
Holin
Holin je esencijalni nutrijent. Holini su porodica rastvorljivih nutrijenata u vodi kvaternarni amonijev spoj.Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "choline". Encyclopedia Britannica, 11 Dec. 2013, https://www.britannica.com/science/choline. Accessed 17 February 2022. Holin je matični spoj klase holina, koje se sastoji od etanolamina koji ima tri metilna supstituenta vezana za amino funkciju.National Center for Biotechnology Information (2022). PubChem Compound Summary for CID 305, Choline. Retrieved February 17, 2022 from https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Choline. Zdravi ljudi hranjeni vještački sastavljenim dijetama s manjkom holina razvijaju masnu jetru, oštećenje jetre i oštećenje mišića. Holin u početku nije klasifikovan kao esencijalni jer ljudsko tijelo može proizvesti holin u malim količinama putem metabolizma fosfatidilholina..
Uslovno esencijalni Uslovno esencijalni nutrijenti su određene organska molekula koje organizam normalno može sintetizirati, ali pod određenim uvjetima u nedovoljnim količinama. Kod ljudi, takva stanja uključuju preuranjeni porođaj, ograničen unos nutrijenata, brz rast i određena bolest. Inositol, taurin, arginin, glutamin i nukleotidi su klasifikovani kao uslovno esencijalni i posebno su važni u neonatusnoj prehrani i metabolizmu.
Neesencijalni Neesencijalni nutrijenti su supstance u hrani koje mogu imati značajan uticaj na zdravlje. Nerastvorljiva dijetalna vlakna se ne apsorbiraju u ljudskom probavnom traktu, ali su važna u održavanju najvećeg dijela peristaltike kako bi se izbjegao zatvor. Rastvorljiva vlakna mogu se metabolizirati bakterijama koje se nalaze u debelom crijevu. Topiva vlakna su na tržištu kao da služi probiotičkoj funkciji s tvrdnjama da promovira "zdrave" crijevne bakterije. Bakterijski metabolizam rastvorljivih vlakana također proizvodi kratkolančane masne kiseline poput buterne kiseline, koje se mogu apsorbovati u crijevne ćelije kao izvor energetske hrane.
Nenutrijenti Etanol (C2H5OH) nije esencijalni nutrijent, ali daje otprilike 7 kcal/kJ energije hrane po gramu. Za žestoka pića (votka, džin, rum, itd.) standardna porcija u Sjedinjenim Državama je 1,5 ml, što na 40%etanol što bi bilo 14 grama 98 kcal/kJ. Sa 50%alkohola, 17,5 g i 122,5 kcal/kJ. Vino i pivo sadrže sličnu količinu etanola u porcijama od 5 i 12 mL, ali ovi napici također doprinose unosu energije iz hrane iz drugih komponenti nego etanol. Porcija vina od 5 mL sadrži 100 u 130 kcal/kJ. 12 mL porcije piva sadrži 95 do 200 kcal/kJ. Prema američkom Ministarstvu poljoprivrede, na osnovu istraživanja NHANES-a 2013–2014, žene starije od 20 godina konzumiraju u prosjeku 6,8grama alkohola dnevno, a muškarci u prosjeku 15,5 grama dnevno. Zanemarujući doprinos bezalkohola tih pića, prosječni doprinosi etanola dnevnom energetskom unosu hrane su 48 i 108 kcal/kJ. Alkoholna pića se smatraju hranom prazne kalorije jer, dok daju energiju, ne doprinose esencijalnim nutrijentima.