Биологическая и пищевая ценность белков

Содержание белка в пищевом сырье и продуктах колеблется в достаточно широких пределах (приложение А). Богаты белком продукты животного происхождения и грибы. Средние показатели свойственны крупам, низкие характерны для многих овощей, фруктов и ягод. А такие продукты питания, как растительные масла, соль, сахар вообще не содержат в своем составе белок.

Биологическая и пищевая ценность белков зависит от его аминокислотного состава и способности усваиваться организмом. Качество пищевого белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном количестве и определенном соотношении их не только друг с другом, но и с заменимыми аминокислотами. Большинство продуктов питания содержат все 20 аминокислот, однако их соотношение, как правило, далеко от идеального, у каком идеальном соотношении аминокислот в белке идет речь?

«Идеальным», или эталонным, белком является гипотетический белок высокой пищевой ценности, удовлетворяющий потребности организма человека в незаменимых аминокислотах. Научными исследованиями было выявлено, что для роста, развития и поддержания процессов жизнедеятельности человеку необходимо, чтобы соотношение незаменимых аминокислот в пище было приблизительно таким, как указано в табл. 1.4. Данное соотношение, рекомендованное Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО — от англ. Food and Agriculture Organization) совместно с Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), используется для оценки пищевой и биологической ценности белков пищевых продуктов.

Таблица 1.4

Аминокислотная шкала эталонного белка (шкала ФАО (ВОЗ)

Незаменимая аминокислота

Количество мг в 1 г белка

Количество г в 100 г белка

Валин

50

5,0

Изолейцин

40

4,0

Лейцин

70

7,0

Лизин

55

5,5

Метионин + цистеин

35

3,5

Треонин

40

4,0

Триптофан

10

1,0

Фенилаланин + тирозин

60

6,0

Всего

360

36

Аминокислотный состав реальных продуктов может существенно отличаться от идеальной шкалы. Одни их них содержат полный набор незаменимых аминокислот в соотношениях, близких к оптимальному, другие содержат одну или несколько незаменимых кислот в недостаточном количестве, третьи содержат все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве, но их соотношение в значительной степени отличается от оптимального. В таблице 1.5 приведены данные аминокислотного состава пищевых белков некоторых продуктов животного и растительного происхождения. Зеленым цветом закрашены ячейки, в которых показатели аминокислот ниже, чем у идеального белка, и это наглядно иллюстрирует положение о том, что белки животного происхождения более адекватны организму человека, чем белки растительного происхождения.

Если знать аминокислотный состав белка продукта, то можно оценить его качество, сравнив содержание аминокислот в белке продукта с аминокислотным составом «идеального» белка. Для этого необходимо рассчитать аминокислотный скор (от англ, score — «счет»), который представляет собой отношение количества аминокислоты в белке продукта к количеству этой же аминокислоты в идеальном белке, выраженное в процентах. Аминокислотный скор вычисляют по формуле:

где АС— аминокислотный скор /-ой аминокислоты;

mt — количество /-ой аминокислоты в 100 г белка продукта;

тэ. — количество /-ой аминокислоты в 100 г «идеального» белка.

При таком расчете аминокислотный скор может быть и выше, и ниже 100% (табл. 1.6). Все аминокислоты, у которых аминокислотный скор ниже 100%, ограничивают возможность синтеза белков в организме человека в оптимальном количестве, поэтому их называют лимитирующими аминокислотами. Аминокислоту, у которой аминокислотный скор является минимальным, называют минимальной лимитирующей аминокислотой.

С точки зрения содержания всех незаменимых аминокислот в достаточном количестве наиболее близки к идеальной аминокислотной шкале белки животного происхождения — белки мяса, рыбы и яиц. Белки молока и молочных продуктов, как правило, лимитированы по серосодержащим аминокислотам — метионину + цистеину. В большинстве растительных белков недостаточное количество одной или нескольких незаменимых аминокислот (АС менее 100%),

ю

Таблица 1.5

Содержание незаменимых аминокислот в некоторых продуктах растительного и животного происхождения

Количество аминокислоты, г/100 г белка продукта

Продукт

Валин

Изолейцин

Лейцин

Лизин

Метионин + цистеин

Треонин

Триптофан

Фенилаланин + тирозин

Идеальный белок

5,0

4,0

7,0

5,5

3,5

4,0

1,0

6,0

Говядина

6,2

4,7

8,8

9,5

3,6

4,8

1,3

6,3

Свинина

5,3

4,7

8,2

9,1

3,8

4,5

1,2

7,7

Баранина

5,1

4,4

7,3

9,8

3,8

4,1

1,4

6,7

Молоко

5,9

5,9

8,8

8,1

3,4

4,7

1,6

п,з

Кефир

4,8

5,5

9,7

8,3

3,1

3,8

1,4

10,3

Сыр «Российский»

7,3

4,2

8,3

6,6

3,2

4,0

2,8

ПД

Яйцо

6,3

4,7

8,7

7,1

5,4

4,7

1,6

8,4

Треска

5,6

9,4

8,1

9,4

4,4

5,6

1,3

8,8

Лосось

5,1

4,6

8,1

9,2

4,0

4,4

1,1

7,3

Хлеб

4,5

4,1

7,4

2,3

7,4

2,8

1,1

5,4

Картофель

6,0

4,0

6,5

7,0

2,5

5,0

1,5

10,0

Крупа пшенная

5,1

4,9

13,4

3,0

4,0

3,6

1,5

8,2

Крупа рисовая

5,7

4,3

8,6

4,3

4,3

2,9

1,4

9,4

Горох

4,8

5,8

7,2

7,2

2,7

4,0

1,1

8,0

Фасоль

5,0

4,6

7,8

7,1

1,9

3,9

1,2

7,9

Орехи арахис

4,8

3,4

6,7

3,6

2,0

2,8

1,1

6,2

Орехи грецкие

4,8

4,0

7,5

2,7

2,8

3,8

1,1

8,7

Аминокислотный скор незаменимых аминокислот некоторых продуктов

Таблица 1.6

Количество аминокислоты, г/100 г белка продукта

Продукт

Валин

Изолейцин

Лейцин

Лизин

Метионин + цистеин

Треонин

Триптофан

Фенилаланин + тирозин

Говядина

124

118

126

173

103

120

130

105

Свинина

106

118

117

165

109

113

120

128

Баранина

102

110

104

178

109

103

140

112

Молоко

118

148

126

147

97

118

160

188

Кефир

96

138

139

151

89

95

140

172

Сыр «Российский»

146

105

119

120

91

100

280

185

Яйцо

126

118

124

129

155

118

157

140

Треска

113

234

116

170

125

141

131

146

Лосось

102

115

116

167

114

110

110

122

Хлеб

89

101

106

42

212

71

108

90

Картофель

120

100

93

127

71

125

150

167

Крупа пшенная

102

122

191

54

113

91

149

136

Крупа рисовая

114

107

122

78

122

71

143

157

Горох

96

145

102

131

77

101

113

133

Фасоль

100

115

111

130

55

98

117

132

Орехи арахис

95

86

96

65

56

70

106

103

Орехи грецкие

96

101

107

49

79

96

109

144

т.е. растительные белки в большинстве случаев лимитированы по нескольким аминокислотам. Например, белки злаковых культур, а следовательно, и продукты из них (хлеб, крупы) лимитированы по лизину, треонину, белки картофеля и ряда бобовых — по лейцину и метионину + цистеину, орехи — по валину, лизину, метионину + цистеину, треонину и т.д.

Биологическую ценность белков можно повысить, добавив в продукт лимитирующие аминокислоты или смешав разные белки. Употребление смешанных блюд из животных и растительных продуктов способствует получению полноценных пищевых белковых сочетаний.

Для оценки качества белка используют еще и такие понятия, как коэффициент утилитарности аминокислот, коэффициент рациональности аминокислотного состава, индекс биологической ценности белка.

Лимитирующая аминокислота определяет, насколько будут утилизированы (усвоены) остальные незаменимые аминокислоты. Чтобы понять, о чем идет речь, следует знать, что аминокислоты в белках организма человека присутствуют в достаточно постоянном соотношении и количество свободных аминокислот, присутствующих в клетках и межклеточном веществе, тоже величина относительно постоянная. Следовательно, если с белком пищи какая-либо аминокислота поступает в количестве большем, чем в «идеальном» белке, то это означает, что избыток этой аминокислоты является лишним, а с точки зрения использования ее нашим организмом все, что выше рекомендуемой нормы, будет являться балластом. Для облегчения понимания лимитирующего вещества можно привести следующий пример. Кондитеру необходимо украсить свежими фруктами торты, каждый из которых должен содержать в своей композиции 1 грушу, 3 сливы и 5 апельсиновых долек. Для украшения у кондитера есть в наличии упаковки со свежими фруктами, в одной из них содержится 5 груш, в другой — 12 слив, в третьей — 25 апельсиновых долек. Если произвести нехитрые расчеты, можно выяснить, что кондитер при таких возможностях сможет украсить 4 торта. Для этого он израсходует 4 груши, 12 слив и 20 апельсиновых долек. Количество слив в данном случае является лимитирующим (ограничивающим) фактором. 1 груша и 5 апельсиновых долек оказались лишними для данной процедуры, и если нет возможности сохранить их до следующего поступления апельсиновых долек (например, сломался холодильник), то они испортятся и будут отправлены в отходы.

Аналогичная картина наблюдается с белками и аминокислотами. Белков организм сможет построить ровно столько, сколько это позволит количество минимальной лимитирующей аминокислоты. Поэтому, насколько утилизируется (усвоится) любая другая аминокислота, можно узнать, рассчитав ее коэффициент утилитарности (от лат. utilis — «полезный»).

Коэффициент утилитарности аминокислоты, выраженный в долях от единицы, рассчитывают по формуле:

где:

U — коэффициент утилитарности /-й незаменимой аминокислоты;

АСт1п аминокислотный скор минимальной лимитирующей аминокислоты;

АС. — аминокислотный скор /-й незаменимой аминокислоты.

Коэффициент утилитарности показывает, насколько усвоится конкретная аминокислота. Для комплексной оценки усвоения всех незаменимых аминокислот необходимо рассчитать коэффициент рациональности (от лат. ratio — «отношение, деление, дробь»), который характеризует сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к идеальному (эталонному) белку.

Коэффициент рациональности использования аминокислот, выраженный в процентах, рассчитывают по формуле:

где:

R — коэффициент рациональности;

ACmin —аминокислотный скор лимитирующей аминокислоты; m3i содержание й незаменимой аминокислоты в 100 г эталонного белка, г;

т. — содержание /-й незаменимой аминокислоты в 100 г анализируемого белка, г.

Для анализа избытка незаменимых аминокислот используют коэффициент сопоставимой избыточности (о), рассчитывая его по формуле:

где:

т1 количество i-й аминокислоты в 100 г белка продукта;

АСт1п аминокислотный скор лимитирующей аминокислоты; m3i — количество /-й аминокислоты в 100 г «идеального» белка.

Для оценки пищевой ценности используют еще и так называемый индекс биологической ценности, который показывает, какая доля азота, потребляемого с конкретным белком, усваивается в организме. Вычисляют индекс биологической ценности по формуле:

Если белок содержит все незаменимые аминокислоты в необходимых пропорциях и легко подвергается расщеплению в желудочно- кишечном тракте, то он считается полноценным, а индекс биологической ценности такого белка будет составлять 100%. К таким относятся белки яиц и сыворотки молока. Если индекс биологической ценности белка составляет 70% и выше, то такой белок при достаточном потреблении энергии способен поддерживать рост организма, если биологическая ценность белка ниже 70%, то этого недостаточно для роста и развития. Белки мяса животных, птиц и рыб имеют высокую биологическую ценность 75—95% (табл. Е7). Растительные белки по биологической ценности уступают животным, так как медленнее перевариваются и содержат в своем составе, как правило, несколько аминокислот, у которых аминокислотный скор меньше 100%, т.е. ниже идеального.

Для оценки обеспеченности организма белком в целом пользуются понятием «азотистый баланс», который учитывает количество азота, задержавшегося в организме. Азотистый баланс это соотношение между поступившим количеством азота в организм со всеми белками и выведенным количеством азота из организма с мочой и калом. Поскольку азот у нас поступает только с белками пищи, то разница между поступившим азотом с пищей и выведенным будет указывать на усвоение белков организмом человека. Если поступивший с пищей азот равен выведенному азоту, то говорят о нулевом азотистом балансе, или азотистом равновесии. Нулевой азотистый баланс присутствует у здорового взрослого человека.

Если потребление азота у здорового организма превышает его потери, то имеет место положительный азотистый баланс. Азот задерживается в организме в том случае, когда необходим активный синтез белков, а это происходит в первую очередь во время роста тканей и органов. Процессы роста органов и тканей происходят за счет увеличения количества клеток. Поскольку все клеточные структуры содержат в своем составе различные белки, следовательно, для появления новых клеток необходимо повышенное количество пластичного материала, в том числе и белков. Положительный азотистый баланс наблюдается у детей и подростков, при беременности, при накоплении мышечной массы у культуристов. Кроме того, положительный азотистый баланс физиологически оправдан в период выздоровления от болезней и травм, при которых наблюдались потери азота.

Индекс биологической ценности некоторых белков

Таблица 1.7

Белок продукта

БЦ

Яйцо

100

Молоко (сыворотка)

100

Молоко и молочные продукты

84-95

Казеин

74-80

Мясо говядина

75-92

Мясо птицы

77-79

Мясо свинина

74-77

Рыба

76-92

Арахис

57

Бобовые

50-65

Картофель

65-98

Крупа гречневая

63-70

Кукуруза

71-72

Пшеница (мука)

49-57

Рис

54-86

Соя

60-75

При отрицательном азотистом балансе потери азота превышают его потребление с пищей. Причинами такого состояния является либо недостаточное поступление белков с пищей, либо их усиленное расщепление в организме, которое происходит при деградации клеток и распаде тканей. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при неполноценном белковом питании, при старении организма, при различных истощающих заболеваниях (тяжелые стрессы, анорексия, заболевания с диарейным синдромом, лучевая болезнь и др.). Длительный отрицательный азотистый баланс вызывает потерю массы тела, замедление или остановку роста, глубокие нарушения функций органов и тканей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >