Цель: Изучить значимость белков в питании человека. Научиться анализировать его полноценность и сбалансированность путем расчета аминокислотного скора белка продукта

Белки в организме выполняют многообразные функции, к основным из которых следует отнести:

• пластическую, так как они являются основным строительным материалом клеток, тканей, межтканевого вещества и клеточных мембран;

• каталитическую, связанную с тем, что белки являются основным компонентом практически всех ферментов – внутриклеточных и пищеварительных;

• гормональную – значительная часть гормонов по своей природе является белками: инсулин, гормоны гипофиза и др.;

• иммунную, обусловливающую индивидуальную специфичность каждой особи;

• транспортную, так как белки участвуют в переносе кровью газов (О2 и СО2), углеводов, жиров, некоторых витаминов и пр. Кроме того, они обеспечивают перенос минеральных солей через клеточные мембраны и внутриклеточные структуры.

Белки пищевых продуктов включают 20 аминокислот, из которых 8 незаменимые, то есть в организме человека они не синтезируются (в отличие от 12 остальных аминокислот).

Потребность в белке – эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека, обусловленная необходимостью обеспечивать оптимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот. При положительном азотистом балансе в периоды роста и развития организма, а также при интенсивных восстановительных процессах потребность в белке на единицу массы тела выше, чем у взрослого здорового человека.

Физиологическая потребность в белке для взрослого населения – от 65 до 117 г/сутки для мужчин, и от 58 до 87 г/сутки для женщин. То есть, примерно, 1,0-1,2 г белка на 1 кг массы человека в сутки.

Физиологические потребности в белке детей до 1 года – 2,2-2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/ сутки.

Белковая недостаточность. Алиментарная (пищевая) недостаточность возникает при недостатке белка в пище или его низкой биологической ценности. Она приводит к снижению массы тела, задержке физического и умственного развития, снижению выработки ферментов и гормонов, снижению естественного иммунитета, уменьшению количества кровяных телец.

Избыточное белковое питание. Возникает при длительном избыточном потреблении белка. Вызывает гипертрофию почек и печени, усиливает процессы гниения в кишечнике, способствует нарушению работы центральной нервной системы (ЦНС). Повышенное потребление белков мяса и рыбы способствует поступлению в организм пуриновых оснований и накоплению продукта их обмена – мочевой кислоты. Соли мочевой кислоты откладываются в суставах, хрящах и других тканях, что ведет к подагре и мочекаменной болезни.

Основными составными частями и структурными элементами белковой молекулы являются аминокислоты. Поступив с пищей, белки расщепляются до аминокислот, которые с кровью попадают в клетки и используются для синтеза белков, специфических для организма человека. В процессе синтеза специфических белков имеет значение не только количество поступивших с пищей белков, но и соотношение в них аминокислот. Вследствие того, что белков, совпадающих по аминокислотному составу с белками тканей человека в естественных пищевых продуктах нет, то для синтеза белков организма следует использовать разнообразные пищевые белки.

В организме человека наблюдается превращение одних аминокислот в другие, которое частично происходит в печени. Однако имеется ряд аминокислот, не образующихся в организме и поступающих только с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми (эссенциальными) и считаются жизненно необходимыми. К незаменимым аминокислотам относятся триптофан, лизин, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, валин, треонин. Тирозин, цистеин, аргинин и гистидин являются условно незаменимыми аминокислотами.

Усвояемость белка – показатель, характеризующий долю абсорбированного в организме азота от общего количества, потребленного с пищей.

Биологическая ценность – показатель качества белка, характеризующий степень задержки азота и эффективность его утилизации для растущего организма или для поддержания азотистого равновесия у взрослых.

Качество белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном соотношении, как между собой, так и с заменимыми аминокислотами (таблица 4).

Таблица 4 – Содержание незаменимых аминокислот в эталонном белке, согласно рекомендаций ФАО/ВОЗ

Для полного усвоения белка пищи содержание в нем аминокислот должно быть в определенном соотношении, т.е. быть сбалансированным. На основе многолетних медико-биологических исследований, ФАО/ВОЗ был предложен критерий для определения качества белка – эталон, имеющий наилучшую сбалансированность по незаменимым аминокислотам.

В зависимости от биологической ценности различают три группы пищевых белков.

Белки высокой биологической ценности – это белки, содержащие все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве, в оптимальной сбалансированности и обладающие легкой перевариваемостью и высокой усвояемостью (более 95 %). К ним относятся белки яиц, молочных продуктов, мяса и рыбы.

Белки средней биологической ценности содержат все незаменимые аминокислоты, но они недостаточно сбалансированы и усваиваются на 70-80 %.

Неполноценные белки – в них отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, что приводит к неполному усвоению других аминокислот и всего белка. К ним относят коллаген, эластин (содержатся в соединительной, хрящевой ткани), кератин (волосы, ногти, шерсть) и др. В эластине и коллагене отсутствует триптофан и снижено количество незаменимых аминокислот.

Белок животного происхождения

Источниками полноценного белка, содержащего полный набор незаменимых аминокислот в количестве достаточном для биосинтеза белка в организме человека, являются продукты животного происхождения (молоко, молочные продукты, яйца, мясо и мясопродукты, рыба, морепродукты). Белки животного происхождения усваиваются организмом на 93-96 %.

Для взрослых рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков – 50-55 %.

Для детей рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков – 60 %.

Белок растительного происхождения

В белках растительного происхождения (злаковые, овощи, фрукты) имеется дефицит незаменимых аминокислот. В составе бобовых содержатся ингибиторы протеиназ, что снижает усвоение белка из них. Что касается изолятов и концентратов белков из бобовых, то их аминокислотный состав и усвоение близки к таковым у белка животного происхождения. Белок из продуктов растительного происхождения усваивается организмом на 62-80 %. Белок из высших грибов усваивается на уровне 20-40 %.

Оценка биологической ценности белка

Метод аминокислотного скора – основан на определении количества всех аминокислот содержащихся в исследуемом белке, и вычислении процентного содержания каждой из аминокислот по отношению к ее содержанию в стандартном белке, принятом за эталонный белок. Аминокислотный скор (АС) определяют по формуле (1):

где: АКИБ – содержание незаменимой аминокислоты (г) в 100 г исследуемого белка;

АКэб – содержание незаменимой аминокислоты (г) в 100 г эталонного белка.

Аминокислота, скор (%) которой имеет наименьшее значение, считается лимитирующей, а с наименьшим скором – первой лимитирующей.

О полноценности белка свидетельствует скор незаменимых АМК, близкий к 100 %. Отклонения скоров в большую сторону (> 100 %) также нежелательно, ввиду затрудненной усвояемости таких белков.

Кроме определения аминокислотного скора существуют и другие расчетные показатели, характеризующие биологическую ценность белка:

Коэффициент различия аминокислотного состава (КРАС, %) – показывает среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой аминокислоты (избыточное количество незаменимых аминокислот, не используемых на пластические нужды)

Биологическая ценность пищевого белка (БЦ, %) – вычисляется по формуле (2):

БЦ = 100-КРАС (2)

Коэффициент утилитарности АМК состава – численная характеристика, достаточно полно отражающая сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону. Данный показатель имеет практическое значение, так как возможность утилизации аминокислот организмом предопределена минимальным скором одной из них. Меньшая возможность утилизации незаменимых аминокислот в составе белка пищевого продукта организмами наблюдается тогда, когда их скоры максимальны или наиболее близки к максимуму.

Коэффициент сопоставимой избыточности – также служит для оценки сбалансированности аминокислотного состава по незаменимым аминокислотам, показывая общее количество незаменимых аминокислот, которое не может быть утилизировано из-за взаимо несбалансированности состава по отношению к эталону.

К биологическим методам относят методы с использованием животных и микроорганизмов. У животных основными показателями оценки качества белка являются: привес (рост) за определенный период времени, расход белка и энергии на единицу привеса, коэффициент перевариваемости, величина задержки азота в организме, доступность аминокислот. Одним из распространенных биологических методов является определение коэффициента эффективности белка (КЭБ), который представляет собой отношение прибавки массы тела растущего животного (в г) к количеству потребленного белка (в г).

Задания для самостоятельного выполнения:

Задание 1. Пользуясь данными таблицы 5, рассчитать аминокислотные скоры белков говядины и зерна пшеницы. К какой группе пищевых белков они относятся?

Таблица 5 – Аминокислотный состав белков говядины, пшеницы и гречневой крупы

Задание 2. Определить количество белка, потребляемого с одной порцией блюда «Говядина тушеная с гречкой». Рассчитать аминокислотный скор белка. Рецепт (на 5 порций): говядина – 500 г, лук репчатый 250 г, морковь – 120 г, крупа гречневая – 500 г, томатная паста – 25 г, соль, перец, специи. Масса готового блюда – 1080 г. Сделать вывод об уровне сбалансированности белка продукта с точки зрения соотношения животных и растительных белков.

Примечание: содержание белка в говядине – 19 %, в гречневой крупе – 14 %. Белком лука, моркови и томатной пасты можно пренебречь ввиду его несущественного содержания в данных ингредиентах.