Биологическая ценность белков

Биологическая ценность белков.

По современным  представлениям под биологической  ценностью пищевых белков понимают, зависящую от аминокислотного состава  и других структурных особенностей, степень задержки азота или эффективность  его утилизации для поддержания азотистого баланса у человека. Иными словами, указанный критерий позволяет установить место тех или иных пищевых белков по степени сравнительной пользы для организма человека. Биологическая ценность белков зависит от следующих факторов:

Сбалансированный аминокислотный состав, в первую очередь по незаменимым аминокислотам. Для построения подавляющего большинства белков организма человека требуются все 20 аминокислот, причем в определенных соотношениях. Более того, важно не столько достаточное количество каждой из незаменимых аминокислот сколько их соотношение, максимально приближенное к таковому в белках тела человека. Нарушение сбалансированности аминокислотного состава пищевою белка приводит к нарушению синтеза собственных белков, сдвигая динамическое равновесие белкового анаболизма и катаболизма в сторону преобладания распада собственных белков организма, в том числе белков-ферментов. Недостаток той или иной незаменимой аминокислоты, лимитирует использование других аминокислот в процессе биосинтеза белка. Значительный же избыток ведет к образованию высокотоксичных продуктов обмена неиспользованных для синтеза аминокислот.

Доступность отдельных аминокислот может снижаться при наличие в пищевых белках ингибиторов пищеварительных ферментов (присутствующих, например, в бобовых) или тепловом повреждении белков и аминокислот, при кулинарной обработке.

Степень усваиваемости белка отражает его расщепление в желудочно-кишечном тракте и последующее всасывание аминокислот. По скорости переваривания пищеварительными ферментами пищевые белки можно расположить в следующей последовательности:

• яичные и молочные;
• мясные и рыбные;
• растительные белки,

Биологическую ценность белков определяют путем сравнения  аминокислотного состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот гипотетического идеального белка или аминограммами высококачественных стандартных белков. Этот методический прием получил название аминокислотного скора. Существует несколько способов расчета аминокислотного скора, наиболее простым из которых является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокислоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой по следующей формуле:

Где АК - любая незаменимая  аминокислота.

При этом принято, что  аминокислотой, лимитирующей биологическую  ценность белка, считается та, скор которой имеет наименьшее значение. В идеальном или стандартном  белке аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты принимают за 1,00, а в белках пищевых продуктов, обычно потребляемых человеком, значение скора для отдельных аминокислот могут быть существенно ниже.

Таблица 3. Ориентировочная  надежная и оптимальная  потребность взрослого  человека в незаменимых аминокислотах (г/100 г белка)

* рекомендации ФАО/ВОЗ  (Продовольственного Комитета Всемирной  Организации Здравоохранения).

Таблица 4.Аминокислотный состав пищевых белков (г/100 г белка).

* лимитирующая кислота

Таблица 5. Биологическая ценность белков.

Рассмотренные представления  о биологической ценности белков необходимы для правильного выбора белковых добавок.

Белки куриных яиц.

Цельный яичный белок  имеет наивысшую усваиваемость  и считается эталонным, относительно которого оцениваются все остальные  белки. Как известно куриное яйцо состоит из белка, который практически  на 100% состоит из альбумина (овоаль-бумина) и желтка, который содержит 7 различных белков - альбумин, овоглобулин, коальбумин, овомукоид, овомуцин, лизоцин, авидин.

Таблица 4. Содержание питательных  веществ в курином  яйце.

Также необходимо отметить, что употреблять в пищу большого количества сырых куриных яиц  не рекомендуется, так как они  содержат ингибитор (вещество значительно замедляющее процесс переваривания) пищеварительного фермента трипсина. Более того, белок авидин, содержащийся в желтке, жадно присоединяет к себе жизненно важный биотин (витамин Н), образуя прочный комплекс, который не переваривается и не усваивается организмом. Поэтому рекомендуют употреблять куриные яйца только после термической обработки (при 70°С разрушается ингибитор трипсина, а при 80° С высвобождается активный биотин из биотин-авидинового комплекса).

Для производства пищевых  добавок используется как цельный яичный белок, так и отдельно яичный альбумин.

Белки молочной сыворотки.

Белки молочной сыворотки  (лактальбумин, лактоглобулин и иммуноглобулин) имеют наивысшую скорость расщепления среди цельных белков. Концентрация аминокислот и пептидов в крови резко возрастает уже в течение первого часа после приема питания на основе белков молочной сыворотки. При этом не меняется кислотообразующая функция желудка, что исключает нарушение его работы и образование газов. Усваиваемость белков молочной сыворотки исключительно высока.

Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот  с разветвленной цепью (ВСАА): валина, лейцина и изолейцина, они превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения. Кроме того, примерно 14% белков молочной сыворотки находится в виде продуктов гидролиза (аминокислот, ди-, три- и полипептидов), которые являются инициаторами пищеварения и участвуют в синтезе большинства жизненно важных ферментов и гормонов. Также белки молочной сыворотки заметно снижают уровень холестерина в крови.

Экспериментальным путем  установлено, что содержание белка  в пищевых добавках на основе белков молочной сыворотки оптимально на уровне 60-65%. Дальнейшее повышение содержания белка требует введения в смесь витаминно-минеральных формул.

Основным источником получения сывороточных белков является сладкая молочная сыворотка, образующаяся при производстве сычужных сыров. Сама по себе сладкая молочная сыворотка не находит применения при производстве пищевых добавок, что связано с низким содержанием белка (около 5 %) и наличием большого количества лактозы (молочного сахара) - основного вещества вызывающего непереносимость молочных продуктов некоторыми людьми. Технология получения так называемых концентратов сывороточных белков (КСБ - УФ) в нативной форме с содержанием белка 35%, 65% и 80%, основана на методе ультрафильтрации. В настоящее время в СНГ производится только 65%-ый КСБ и только на Березовском сыродельном комбинате, расположенном в Республике Беларусь.

Впервые концентраты  сывороточных белков использовались в  рационе питания велосипедистов (шоссейные гонки) сборной СССР в  период их подготовки к Олимпиаде - 80 (все стали олимпийскими чемпионами). Отмечалось, что применение сывороточных белков ускоряло процесс адаптации спортсменов к неблагоприятным внешним условиям.

В течение сезона 1985 - 86 гг. КСБ использовали в рационе  питания футболистов команды  мастеров киевского “Динамо”, в период их подготовке к участию в Кубке Кубков, который они триумфально завоевали. По отзывам руководства команды, футболистов, а также врача команды, пищевые добавки на основе КСБ “способствовали созданию высокого функционального уровня, эффективному удержанию его, профилактике заболеваемости и травматизма у спортсменов”.

Практически аналогичные  или более впечатляющие результаты были получены при использовании  сывороточных белков в рационе питания  людей, работающих в условиях сверхвысоких эмоционально-физических нагрузок (летчиков, космонавтов, подводников и др.). По заключению специалистов Института медико-биологических проблем “пищевые продукты, обогащенные КСБ обладают уникальной пищевой и биологической ценностью, а включение подобных продуктов в рацион питания способствует повышению сопротивляемости организма к неблагоприятным внешним воздействиям, повышают работоспособность и психологическую устойчивость”.

Казеин.

Как правило, казеин вводится в смеси для детского питания, что по современным представлениям считается биологически оправданным. Так при попадании в желудок казеин створаживается, превращаясь в сгусток, который переваривается продолжительное время, обеспечивая сравнительно низкий темп расщепления белка. Это приводит к стабильному и равномерному поступлению аминокислот в организм интенсивно растущего ребенка. При нарушении этого ритма усваивания (применение смесей на основе белков молочной сыворотки) приводит к тому, что организм ребенка на этом этапе развития не успевает усваивать интенсивный поток аминокислот, что может приводить к различного рода отклонениям в развитии ребенка. Поэтому диетологи рекомендуют для грудных детей применять смеси на основе казеина.

Что же касается взрослого  человека, то низкая усваиваемость, а  также медленное прохождение  сгустков казеина по желудочно-кишечному  тракту неприемлемы, особенно при повышенных физических нагрузках. Поэтому пищевые  добавки созданные на основе одного казеина (казеинатов), по всей вероятности, малоэффективны.

Однако выход из положения может быть найден за счет использования белковых композиций на основе казеина и сывороточных белков. После соответствующих исследований был определен максимальный коэффициент  эффективности белка и соответствующие ему пропорции сывороточных белков и казеина. Этой пропорцией оказалось соотношение 63:37 при коэффициенте эффективности белка 3,49. Полученное значение биологической ценности для данного соотношения белков оказалось очень высоким и, судя по данным литературы, не уступающим таковым для других высокоценных белков животного происхождения.