Общая характеристика белков и аминокислот пищевых систем

Лекция №2

Тема: Общая характеристика белков и аминокислот пищевых систем.

1 Проблема белкового дефицита на Земле. Нормы физиологической потребности в белках.

2 Белково-калорийная недостаточность и ее последствия.

3 Аминокислоты и функции некоторых аминокислот в организме.

4 Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков.

1 Проблема белкового дефицита на Земле.

Белки или протеины – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, молекулы которых построены из остатков в основном 20 α-аминокислот.

Состав белковых молекул определяет их биологические функции, главными из которых являются структурная, каталитическая, транспортная, защитная, сократительная, гормональная и резервная.

Рекомендуемые материалы

Если в организм человека с пищей поступает недостаточно аминокислот (в виде белков) для синтеза необходимого количества собственных белков, то говорят об отрицательном азотистом балансе в организме человека, так как организм теряет больше азотистых веществ, чем синтезирует. Это явление характерно для людей, пища которых бедна белком, для больных с нарушениями процессов переваривания пищи и людей пожилого возраста. Положительный баланс азота характерен для молодого организма и беременных женщин. Для здорового взрослого человека, потребляющего полноценные белки в необходимом количестве азотистый баланс равен нулю.

Средняя суточная физиологическая потребность человека в белке зависит от возраста, пола, физической нагрузки человека и др факторов. В соответствии с рекомендациями ВОЗ и ФАО величина оптимальной потребности в белке в пересчете на 1 кг массы тела в сутки у взрослого человека в среднем равняется около 1,3 г, для детей, в зависимости от возраста, она колеблется от 1,5÷4,0 г.

К сожалению сегодня в мире существует дефицит пищевого белка. Из 6 млрд. человек, живущих на Земле, приблизительно половина страдает от недостатка белка.

Традиционными путями увеличения ресурсов пищевого белка является повышение производительности растениеводства (недостаток ÷ ограниченность посевных площадей), животноводства (недостаток ÷ низкая продуктивность на 1кг животного белка требуется 7кг растительного) и рыболовства (исчерпаемый ресурс).

В решении проблемы дефицита белка за последние два десятилетия определилось новое биотехнологическое направление – получение пищевых объектов с повышенным содержанием и улучшенным качеством белка методами генетической инженерии. Растения, животные и микроорганизмы, полученные гене­тической инженерией, называют генетически измененными, а продукты их переработки – трансгенными пищевыми продуктами. В то же время безопасность использования трансгенных пищевых продуктов зачастую подвергается критике и ставится под сомнение.

2 Белково-калорийная недостаточность и ее последствия.

Белковая недостаточность является важнейшей проблемой питания. При частичном (или полном) голодании и при потреблении неполноценных белков у человека возможно развитие синдрома дистрофии, который называется квашиоркором. Это заболевание сопровождается нарушением функции кишечника, так как с надлежащей скоростью не синтезируются ферменты поджелудочной железы. Возникает порочный круг квашиоркора, характеризующийся прекращением процесса усвоения белка пищи. В организме развивается отрицательный азотистый баланс, нарушается водно-солевой обмен, появляется атония мышц и остановка роста.

Тяжелые последствия недостаточного поступления белка в организм человека невозможно лечить терапевтическими методами. Единственное решение проблемы – это употребление в пищу полноценных белков или белковых добавок.

Отрицательную роль для человека играют пищевые аллергии, связанные с непереносимостью организмом отдельных видов белковой пищи (молоко, яйца, орехи, белки некоторых злаков). При нормальном пищеварении белки расщепляются в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, которые не являются антигенами (аллергенами) и не вызывают ответной иммунной (защитной) реакции. Если в кровяное русло без предварительного расщепления через эпителий кишечника проникают белки пищи, особенно в значительном количестве, то на эти аллергены возникает острая реакция, проявляющаяся в зуде, кожных высыпаниях или желудочно-кишечных расстройствах. Предотвратить пищевую аллергию возможно нагреванием белковой пищи до 120°С с целью денатурации содержащихся в ней белков.

3 Аминокислоты и функции некоторых аминокислот в организме.

Аминокислоты – это первичные структурные блоки молекулы белка. С химической точки зрения аминокислоты являются амфотерными соединениями, так как в одной молекуле аминокислоты содержатся как минимум две функциональные группы основная (амино-) и кислотная (карбоксо-), которые при взаимодействии друг с другом образуют, так называемые пептидные связи.

Из 300 известных аминокислот в пищевых продуктах для человека существенную роль играют 20.

Аминокислоты отличаются друг от друга структурой боковых цепей, от которой зависят химические, физические свойства и физиологические функции, образуемых ими белков.

Так серосодержащая аминокислота цистеин содержит сульфгидрильную группу, что определяет её способность окисляться и придаёт ей защитные и радиопротекторные свойства.

Серин содержит активную гидроксильную группу; он входит в состав ряда гидролитических ферментов (трипсина, химотрипсина).

Валин необходим для восстановления поврежденных тканей. Может быть использован мышцами в качестве источника энергии.

Лизин – диаминокислота способствует росту костной ткани усвоению кальция.

Аминокислоты цитрулин и орнитин участвуют вместе с аргинином в цикле образования мочевины у человека и животных.

Ароматическая аминокислота тирозин является ответсвенной за окраску волос, кожи, глаз, тёмный цвет пищевых продуктов, например ржаного хлеба.

Гетероциклическая аминокислота триптофан участвует в образовании гемоглобина, сывороточных белков, никотиновой кислоты.

Часть аминокислот играет роль медиаторов – веществ, принимающих участие в передаче нервных импульсов от одной нервной клетки к другой.

4 Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков

В организме человека синтезируется только часть аминокислот, другие должны доставляться с пищей. Первые из них называются заменимыми, вторые – незаменимыми.

Жизнедеятельность человека обеспечивается ежедневным потреблением с пищей сбалансированной смеси, содержащей восемь незаменимых аминокислот и две частично заменимые (аргинин и гистидин). Незаменимые представлены ароматическими (фенилаланин, триптофан), алифатическими (лейцин, валин, изолейцин, лизин), а также содержащими серу (метионин) и гидроксильную группу (треонин).

Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты приводит к неполному усвоению других, что в итоге приводит к тяжёлым клиническим последствиям.

Для оценки аминокислотного состава белков в пищевом продукте используют показатель аминокислотного скора (АС). Скор выражают в процентах или безразмерной величиной, представляющей собой отношение содержания незаменимой аминокислоты (АК) в белке исследуемого пищевого продукта к ее количеству в эталонном «идеальном» белке.

Аминокислотный состав эталонного белка сбалансирован и идеально соответствует потребностям организма человека в каждой незаменимой кислоте, поэтому его еще называют «идеальным».

Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 8 Подготовка к проповедничеству.

Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот (ИНАК). Этот показатель является интегральным и позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот в белке исследуемого продукта. Индекс рас­считывают по формуле:

где n – число аминокислот, шт;

б,э – содержание аминокислоты в белке изучаемого продукта и эталонном белке, соответственно.

Удельный вес незаменимых аминокислот в общем количестве белков животного происхождения составляет 4352%. В растительных продуктах их присутствие составляет лишь 3245%. К тому же, усвояемость их значительно снижена из-за прочной связи белков с клетчаткой. Если принять усвояемость белков молока за 100%, то усвояемость белков мяса составит 90%, картофеля – 80%, пшеницы – 50%, белков некоторых овощей – 2530%.

Кроме того животные белки лучше сбалансированы по аминокислотному составу.