Белки (протеины)

Белки составляют важнейшую часть всех клеток и тканей живых организмов Термином «протеин» подчеркивается важное биологическое значение белков. Этот термин ввел в 1838 году голландский ученый Керар Мульдер от греческого слова «протос» - первый, главнейший.

Энгельс отмечал, что с белками связаны такие явления жизни, как пищеварение, раздражимость, сократимость, способность к росту и размножению. Современные научные наблюдения полностью подтвердили представления Ф. Энгельса о биологической роли белков. Около 50 % сухого веса человека состоит из белка, который входит в состав всех органов человека и в состав крови (таблица 1). Даже кости и зубы содержат до 30 % белка.

Таблица 1 - Содержание белка в тканях и органах животного организма, %

Виды тканей и органов животного организма

Содержание белка, %

Мышцы

80

Сердце

60

Печень

57

Почки

72

Легкие

82

Селезенка

84

Кожа

63

Кости

28

Зубы

24

Белки относятся к особо реактивными веществам. Они легко реагируют друг с другом, с липидами, полисахаридами, образуя многочисленные комплек сы, входящие в состав протоплазмы живых клеток.

В организме человека находится до ста тысяч разновидностей белков, которые выполняют самые разнообразные функции:

  • 1) одни белки управляют химическими реакциями. Они обусловливают распад, синтез веществ в организме, ускоряют или замедляют реакции. Этим свойством обладают как структурные белки организма, так и особая группа белков-ферментов;
  • 2) другие белки превращают химическую энергию в механическую работу. К таким белкам можно отнести белковый комплекс актомиозина мышц, обладающего сократительными свойствами;
  • 3) третья группа белков служит строительным материалом, из которого природа сооружает составные части живой клетки организма;
  • 4) четвертая группа - находясь, в непрерывном движении, как бы связывает, «упаковывает» жизненно важные вещества и разносит их по всему организму. Примером такого белка является гемоглобин крови;
  • 5) пятая группа белков несет непрерывную охрану организма от вторжения чужеродных веществ, от чужого белка, от чужих клеток. К ним относятся белки иммунных тел организма.

Основным условием существования живого белка в организме является его непрерывное самообновление. Даже у взрослого человека, у которого вес тела практически стабилизировался, каждые 150 дней происходит замена белков мышечной ткани и каждые 10 дней замена белков печени крови. Даже частичное прекращение процессов превращения клеточных белков вызывает значительные нарушения деятельности организма, полное же прекращение этих процессов приводит к смерти организма. Одним из основных условий обеспечения процессов ресинтеза и синтеза белков в организме является введение белков с пищей. Белки и пища к тому же являются единственным поставщиками азота для организма человека.

Питательная ценность белков, содержащихся в различных пищевых продуктах, определяется двумя моментами, а именно:

  • 1) аминокислотным составом;
  • 2) степенью усвояемости или переваримости. Особенно важное значение имеет аминокислотный состав белков, обусловливающий уровень их полноценности для организма человека. Являясь полимерами аминокислот и распадаясь в пищевом тракте на отдельные аминокислоты, белки пищи поставляют эти структурные «кирпичи» для синтеза собственных белков организма. Для того, чтобы организм мог создать все необходимые ему разнообразные белки, входящие в состав всех органов и тканей, он должен обладать полным набором аминокислот в таком сочетании и количестве, которое необходимо для осуществления этого синтеза. При этом следует учитывать, что из двадцати необходимых для синтеза белков аминокислот восемь - так называемых незаменимых, или совсем не синтезируются организмом человека, или синтезируются с недостаточной для нормального обмена веществ скоростью (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин). Отсутствие любой из восьми незаменимых аминокислот в пищевом рационе, вызывает серьезные нарушения в здоровье человека.

Наиболее желательными для питания являются белки продуктов, аминокислотный состав которых близок к среднему аминокислотному составу белков организма человека. В этом случае непосредственно для построения новых необходимых ему белков он может использовать более значительный процент аминокислот белков пищи.

В питании значительной части населения земного шара физиологами отмечается определенный дефицит трех незаменимых аминокислот: триптофана, лизина и метионина. В белках растительного происхождения, особенно в семенах культур, содержание этих аминокислот явно недостаточно. Продукты животного происхождения гораздо богаче названными аминокислотами - содержанию лизина. Многие из них значительно превышают среднюю величину этой аминокислоты в смешанных пищевых рационах человека. Поэтому белки животного происхождения не только хорошо усваиваются, но и заметно повышают в большинстве случаев полноценность белков растительного происхождения, сдвигая состав аминокислот пищевых рационов в нужную сторону. Для удовлетворения аминокислотных потребностей организма человека, целесообразно использовать в пищевых рационах различное сочетание пищевых продуктов, например, хлеб и кашу с молоком, любые мучные изделия с мясом и творогом и т.д.

По мнению физиологов в природе белков идеальных по соотношению аминокислот, которые одинаково хорошо удовлетворяли бы клетки всех тканей живых организмов не существует.

Даже такие, обладающие наибольшей физиологическою ценностью животные белки, как белки молока и яиц по всем аминокислотам полностью удовлетворяют потребности различных тканей живых организмов. Так, например, в яичном белке для удовлетворения потребностей млекопитающих недостаточно содержится лизина (его дефицит равен примерно 6 %). Белки коровьего молока содержат избыток лизина, лейцина, триптофана, гистидина, треонина, но в тоже время в них недостаточно содержащих серу аминокислот, которых относительно много в белках злаковых культур (цистеин, цистит). Поэтому только удачным сочетанием растительных и животных белков можно обеспечить оптимальное соотношение аминокислот в пищевых рационах человека. Особенно важно использование в смешанной пище продуктов богатых дефицитными аминокислотами. К таким продуктам, повышающим общую полноценность пищевых рационов, следует отнести: молоко, творог, сыр, рыбу (особенно треску).

При недостаточном введении в пищевой рацион заменимых аминокислот повышается потребность организма в некоторых незаменимых аминокислотах, так как последние будут расходоваться на синтез недостающей для потребностей организма аминокислоты.

Пищевая ценность белков обуславливается не только аминокислотным составом, но и степенью их усвояемости. Белки, вводимые с пищей, никогда полностью не усваиваются. Переваримость белков зависит от их расщепления в процессе пищеварения до свободных аминокислот. Интенсивность этого процесса зависит от активности ферментов, действующих на белки и от податливости белков пищи действию этих ферментов.

Расщепление белков пищи начинается в желудке, где они подвергаются действию соляной кислоты желудочного сока, и фермента пепсина. PH желудочного сока достигает 1,5-2,0, что создает оптимальные условия для действия пепсина, который разрывает пептидные связи с образованием полипептидов. Атака белков пепсином неодинакова, так, легко расщепляются белки животного происхождения, из которых особенно медленно поддаются действию ферментов белки соединительных тканей-коллаген и эластин. Совсем не перевариваются кератины волос и шерсти. Полипептиды, образовавшиеся в желудке подвергаются дальнейшему расщеплению в тонких кишках при участии ферментов сока поджелудочной железы и кишечного сока (трипсин).

Последовательное действие всех ферментов пищеварительных соков приводит к расщеплению белков до аминокислот.

В желудочно-кишечном тракте человека выделяется значительное количество протеиназ и пептидаз, расщепляющих белки. В то ж время некоторые продукты питания содержат в своем составе ингибиторы протеолитических ферментов, которые снижают усвояемость белков за счет снижения скорости их расщепления в пищеварительном тракте.

Такие ингибиторы в значительном количестве содержатся в бобовых, злаковых семенах и в клубнях картофеля.

Податливость белков действию протеиназ зависит от природы белка, от степени его денатурационных изменений. Поэтому, кулинарная обработка продуктов оказывает также большое влияние на степень усвояемости белков. Денатурация белка при тепловой обработке чаше всего приводит к повышению его атакуемости. Но не исключена возможность и заметного снижения податливости белка действию протеолитических ферментов в результате глубоких денатурационных изменений при кулинарной обработке продукта.

Усвояемость белков зависят и от состава пищевых продуктов, входящих в рацион. Наибольшие потери белков наблюдаются при повышенном содержании в продуктах клетчатки, которая усиливает перистальтику тонких кишок, адсорбирует протеиназы и связывает образующиеся в процессе пищеварения свободные аминокислоты.

Усвояемость белка колеблется в широких пределах от 65 % (в продуктах растительного происхождения) до 95 % (в продуктах животного происхождения). В среднем в смешанных пищевых рационах человека усвояемость белков примерно равна 85 %.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >