Белки и их значение в питании

Введение

Белки представляют собой необходимые вещества, которые относятся к основным пищевым веществам, которые называются макронутриенты. Биологическая активность других макро- и микронутриентов проявляют свою активность только в присутстви белков.
В организме человека и животных белки выполняют ряд важных функций:
пластическая функция заключается в том, что белки служат материалом, необходимым для построения клеток, тканей и органов;
защитная функция белков заключается в образовании соединений, которые обеспечивают защиту организма от инфекций – антител;
ферментативная функция заключается в том, что все биологические катализаторы (ферменты) представляют собой белковые соединения;
гормональная функция состоит в том, что ряд гормонов, регулирующих ряд процессов в организме, представляют собой соединения белковой природы;
белки актин и миозин обеспечивают сократительную функцию мышечных волокон;
транспортная функция белков состоит в том, что ряд белков способен транспортировать кислород, липиды, углеводы, витамины, минеральные вещества, гормоны и пр.;
все рецепторы клеток также представляют собой соединения белковой природы;
Белки выполняют и энергетическую функцию и обеспечивают 10-15% энергоценности суточного рациона, энергетический коэффициент белков 4 ккал (16,7 кДж).
Белковые соединения принимают участие в осуществлении других важных процессов в организме, таких как возбудимость, дифференцировка клеток координация движений, хранение наследственного материала и др.
Жизнедеятельность организма связана с постоянным процессом распада и синтеза белков. Для соблюдения равновесия в данных процессах необходимо постоянно восполнять расход белков, поскольку белки (в отличие от жиров и углеводов) не образуют резервов в организме и не могут образоваться из других макронутриентов.
Для восполнения энергетических затрат возможна замена белков жирами и углеводами, в то время как пластическая роль белков не может быть заменена никакими другими веществами.
Объектом работы является роль белков в процессах метаболизма.
Предметом работы является роль белков в питании человека.
Целью работы является изучение белков и их роли в питании.
Данная работа состоит из введения, трех параграфов, заключения и списка литературы.

1. Белок как основа полноценности питания (аминокислоты, аминокислотный скор), оценка белковой ценности продуктов питания и рационов

Белки представляют собой природные полимеры, составными частями и структурными элементами которых являются аминокислоты. При поступлении с пищей белки расщепляются на мономеры-аминокислоты, которые всасываются в желудочно-кишечном тракте и затем с током крови попадают в клетки и ткани и используются для синтеза белков организма человека иди животного.
В процессе синтеза белков, специфичных для организма, важно не только количество поступившего с пищей белка, но и соотношение в ней аминокислот. Поскольку белки, которые совпадали бы по составу аминокислот с белками человеческого тела, в пищевых продуктах отсутствуют, то для синтеза собственных белков человеческий организм использует присутствующие в продуктах питания аминокислоты.
В пищевых продуктах для человека имеют значение 20 аминокислот в L-формах.
В организме человека наблюдается трансформация одних аминокислот в другие, которая частично происходит в печени. Однако существует ряд аминокислот, которые не образуются в организме и должны поступать с пищей. Данные аминокислоты получили название незаменимых или эссенциальных. Незаменимые аминокислоты считаются жизненно необходимыми, к ним относят триптофан, лизин, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, валин, треонин. У детей незаменимой аминокислотой является также гистидин, поскольку в организме ребенка до трехлетнего возраста гистидин не синтезируется в достаточном количестве [1, C.24].
Например, при фенилкетонурии не синтезируется тирозин из фенилаланина.
Каждая аминокислота в организме имеет свое значение.
Триптофан участвует в процессах роста организма, поддерживает азотистое равновесие организма, принимает участие в образовании белков сыворотки крови, а также гемоглобина и ниацина (витамина РР).
Лизин принимает участие в процессах роста, образования скелета, усвоения кальция и т.д.
Метионин участвует в превращении жиров, в синтезе холина, адреналина, активизирует действие некоторых гормонов, витаминов, ферментов и является липотропным веществом, препятствующим жировому перерождению печени
Фенилаланин – участвует в процессе передачи нервных импульсов в составе медиаторов (допамин, норэпифрин).
Лейцин – нормализует сахар крови, стимулирует гормон роста, участвует в процессах восстановления поврежденных тканей костей, кожи, мышц.
Изолейцин – поддерживает азотистый баланс, его отсутствие приводит к отрицательному азотистому балансу.
Валин – участвует в азотистом обмене, координации движений и др.
Треонин – участвует в процессах роста, формирования тканей и др.
Биологическая ценность - характеризуется содержанием незаменимых аминокислот в пищевых белках, их сбалансированностью и степенью усвоения организмом.
Для того, чтобы белки пищи усвоились полностью, содержание аминокислот в них должно быть в определенном отношении. Для взрослого человека может быть принята следующая формула сбалансированность незаменимых аминокислот (г/сут): триптофана 1, лейцина 4-6, изолейцина 3-4, валина 3-4, треонина 2-3, лизина 3-5, метионина 2-4, фенилаланина 2-4. Для ориентировочной оценки сбалансированности незаменимых кислот принята упрощенная формула, согласно которой соотношения триптофан: лизин: метионин (вместе с цистином) равно 1:3:3 (г/сут) [3, C.48].
Существует три группы белков в зависимости от их пищевой ценности – белки высокой, средней и низкой биологической ценности.
Белки, обладающие высокой биологической ценностью, содержат в своем составе все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве и в оптимальных пропорциях

. Такие белки легко перевариваются и усваиваются организмом более чем на 95%. белками с высокой биологической ценностью являются белки яиц, молочных продуктов, рыбы и мяса.
К белкам средней биологической ценности относятся те белки, которые содержат в своем составе все незаменимые аминокислоты, однако их состав недостаточно сбалансирован, вследствие чего они усваиваются только на 70-80%. например, недостаток такой аминокислоты как лизин – это основная причина пониженнной пищейо ценности белков хлеба. Белки кукурузы являются дефицитными по содержанию триптофанаи лизина, в белках риса недостаточно лизина и треонина. Более полноценным является белок картофеля, однако само содержание белков в картофеле составляет только 2%.
Помимо этого, растительные белки в отличие от животных, труднее перевариваются потому что заключены в оболочку из клетчатки, препятствующую действию пищеварительных ферментов. Особенно плотной такая оболочка является у бобовых, грибов и цельнозерновых круп.
Неполноценными в биологическом отношении белками являются те, в составе которых отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, что ведет к неполному усвоению других аминокислот и всего белка. К неполноценным белкам относятся коллаген, эластин, который содержится в хрящевой и соединительной ткани, кератин и др. Например, в составе эластина и коллагена отсутствует триптофон, а содержание других незаменимых аминокислот понижено.
Наиболее быстро перевариваются в желудочно-кишечном тракте белки молочных продуктов, яиц и рыбы, затем мяса (говядины быстрее, чем свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Белки рыбы перевариваются быстрее, чем мяса, так как в рыбе меньше соединительной ткани. Из коллагена получают желатин, который, несмотря на неполноценность, легко усваивается без напряжения секреции пищеварительных желез.
На усвояемость белков влияет технологическая обработка. Так, денатурация белковых молекул, образующаяся при тепловой обработке, взбивании, мариновании улучшает доступ пищеварительных ферментов и улучшает усвоение белков. Чрезмерная тепловая обработка (например, жарка) ухудшает усвояемость белков в результате избыточной денатурации, которая затрудняет ферментативную обработку. Избыточное нагревание отрицательно влияет на аминокислоты. Так, биологическая ценность молочного белка казеина падает на 50% при нагреве до 200оС, При сильном и длительном нагреве продуктов, богатых углеводами, в них уменьшается количество доступного для усвоения лизина [2, C.25].
Поэтому рационально предварительное замачивание круп в целях сокращения времени варки. Лучше усваиваются вареное мясо и рыба потому что содержащаяся в них соединительная ткань при варке приобретает желеобразное состояние, белки при этом частично растворяются в воде и легче расщепляются. Измельчение пищевых продуктов облегчает процесс переваривания белков.
Потребность в белке - эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека, обусловленная необходимостью обеспечивать минимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот, используемых организмом для синтетических процессов. Она зависит от состояния азотистого баланса и биологической ценности поступающего с питанием белка.
При положительном азотистом балансе в периоды роста и развития организма, а также при интенсивных репаративных процессах потребность белка на единицу массы тела будет выше, чем у взрослого здорового человека.
Минимальным физиологическим количеством - надежным уровнем поступления белка — считается 0,6 г полноценного протеина на 1 кг массы тела в сутки. Уровень надежной потребности установлен экспериментально и относится к стандартному белку, утилизирующемуся в организме на 100 %. К этой цифре приближаются белки молока, яиц, рыбы и мяса.
В рационе человека, как правило, представлен смешанный (животный и растительный) белок. Утилизация его из суточного рациона не превышает в развитых странах 75 %. Оптимальная потребность в таком белке составляет 0,8-1,2 г на 1 кг массы тела в сутки. Оптимальным уровнем поступления белка следует считать 30 г смешанного протеина (при наличии не менее 55 % животного белка) на 1000 ккал рациона [7, C.30].
Уровень реальной потребности в смешанном пищевом белке — количество протеина, обеспечивающее азотистый баланс и дополнительные (в том числе и адаптационные) потребности организма в незаменимых аминокислотах, — напрямую зависит от энергозатрат (в среднем 12% калорийности рациона должны составлять белковые калории), качества протеина пищи (чем выше его биологическая ценность, тем меньшим количеством будут удовлетворяться физиологические потребности организма) и условий среды обитания.

2. Болезни недостаточности и избыточности белкового обмена

Поскольку белки занимают центральное положение в осуществлении процессов жизнедеятельности организма, то и нарушения белкового обмена в различных вариантах являются компонентами патогенеза всех без исключения патологических процессов. Для получения полного представления о нарушениях белкового обмена, исходят из понятия об азотистом равновесии.
У нормального взрослого человека количество азотистых веществ, выводимых из организма, равняется тому, которое он получает с пищей. В растущем организме, при беременности, при введении или избыточной выработке гормонов анаболического действия, при откармливании после истощающих заболеваний азота выводится меньше, чем поступает, т. е. анаболические процессы преобладают над катаболическими (положительный азотистый баланс).
Отрицательный азотистый баланс имеет место при потере белков или большом расходе их организмом. Это может быть при голодании, потере белков через почки (протеинурия), кожу (ожоги), кишечник (понос), при тиреотоксикозе, инфекционной лихорадке.
При нарушении равновесия между образованием и распадом белка в сторону распада у взрослого человека и недостаточным накоплением белка у детей развивается белковая недостаточность организма.
Алиментарная (пищевая) белковая недостаточность возникает как при недостатке белка в пище (количественный недостаток), так и при преобладании белков низкой биологической ценности (качественный недостаток)