Fizjologiczna rola białek w organizmie. Fizjologiczna rola i higieniczne znaczenie białek, tłuszczów, węglowodanów, witamin, minerałów
Wykład nr 3
Temat: Fizjologiczne znaczenie białek i aminokwasów w żywieniu człowieka.
1 Najważniejsze grupy peptydów i ich rola fizjologiczna.
2 Charakterystyka białek surowców spożywczych.
3 Nowe formy żywności białkowej.
4 Właściwości funkcjonalne białek.
1 Najważniejsze grupy peptydów i ich rola fizjologiczna.
Peptydy to oligomery złożone z reszt aminokwasowych. Mają niską masę cząsteczkową (zawartość reszt aminokwasowych waha się od kilku do kilkuset).
W organizmie peptydy powstają albo podczas syntezy z aminokwasów, albo podczas hydrolizy (rozkładu) cząsteczek białka.
Obecnie ustalono znaczenie fizjologiczne i rolę funkcjonalną najpowszechniejszych grup peptydów, od których zależą zdrowie człowieka, właściwości organoleptyczne i sanitarne produktów spożywczych.
Bufory peptydowe. W mięśniach zwierząt i ludzi odkryto dipeptydy pełniące funkcje buforowe, czyli utrzymujące stały poziom pH.
Hormony peptydowe. Hormony to substancje organiczne wytwarzane przez komórki gruczołów, które regulują czynność poszczególnych narządów, gruczołów i organizmu jako całości: skurcz mięśni gładkich organizmu i wydzielanie mleka przez gruczoły sutkowe, regulację czynności tarczycy , aktywność wzrostu organizmu, tworzenie pigmentów, które decydują o kolorze oczu, skóry i włosów.
Neuropeptydy. Są to dwie grupy peptydów ( endorfiny I enkefaliny ), zawarty w mózgu ludzi i zwierząt. Determinują reakcje behawioralne (strach, strach), wpływają na procesy zapamiętywania i uczenia się, regulują sen, łagodzą ból.
Peptydy wazoaktywne syntetyzowane z białek żywności, w rezultacie wpływają na napięcie naczyń.
Toksyny peptydowe to grupa toksyn wytwarzanych przez organizmy trujące grzyby, pszczoły, węże, mięczaki morskie i skorpiony. Są niepożądane w przemyśle spożywczym. Największe zagrożenie stwarzają toksyny mikroorganizmów (Staphylococcus aureus, bakterie zatrucia jadem kiełbasianym, salmonella), w tym grzybów, które rozwijają się w surowcach, półproduktach i gotowej żywności.
Peptydy antybiotykowe. Przedstawiciele tej grupy peptydów pochodzenia bakteryjnego lub grzybiczego znajdują zastosowanie w walce z chorobami zakaźnymi wywołanymi przez paciorkowce, pneumokoki, gronkowce i inne mikroorganizmy.
Peptydy smakowe– są to przede wszystkim związki o smaku słodkim lub gorzkim. W młodych, niedojrzałych serach fermentowanych powstają peptydy smaku gorzkiego. Peptydy o słodkim smaku ( aspartam ) są stosowane jako substytut cukru.
Peptydy ochronne pełnią funkcje ochronne, przede wszystkim przeciwutleniające.
2 Charakterystyka białek surowców spożywczych.
Peptydy o masie cząsteczkowej większej niż 5000 Da i spełniające tę lub inną funkcję biologiczną nazywane są białkami.
Właściwości funkcjonalne białek zależą od kolejności aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym (tzw. struktura pierwszorzędowa), a także od struktury przestrzennej łańcucha polipeptydowego (w zależności od struktury drugorzędowej, trzeciorzędowej i czwartorzędowej).
Różne produkty spożywcze różnią się jakościową i ilościową zawartością białka.
W zbożach całkowita zawartość białka wynosi 10 20%. Analizując skład aminokwasowy białek ogółem różnych zbóż, należy zauważyć, że wszystkie z nich, z wyjątkiem owsa, są ubogie w lizynę (2,2–3,8%). Białka pszenicy, sorgo, jęczmienia i żyta charakteryzują się stosunkowo niewielką ilością metioniny i cysteiny (1,6 1,7 mg/100 g białka). Najbardziej zrównoważone pod względem składu aminokwasowego są owies, żyto i ryż.
W roślinach strączkowych (soja, groch, fasola, wyka) zawartość białka ogólnego jest wysoka i wynosi 20 40%. Najczęściej stosowana jest soja. Jej wynik jest bliski jeden na pięć aminokwasów, ale soja zawiera niewystarczającą ilość tryptofanu, fenyloalaniny i tyrozyny oraz bardzo niską zawartość metioniny.
W nasionach oleistych(słonecznik, bawełna, rzepak, len, rącznik, kminek) zawartość białka ogólnego 14 37%. Jednocześnie liczba aminokwasów w białkach wszystkich nasion oleistych (w mniejszym stopniu bawełny) jest dość wysoka, nawet w przypadku ograniczających kwasów. Fakt ten przesądza o możliwości uzyskania skoncentrowanych form białka z surowców roślin oleistych i tworzenia na ich bazie nowych form żywności białkowej.
Stosunkowo niska zawartość azotu w ziemniakach(około 2%), warzywa(1 2%) i owoce(0,4 1,0%) wskazują na znikomą rolę tego typu surowców roślinnych w dostarczaniu żywności w białko.
Mięso, mleko a otrzymane z nich produkty zawierają niezbędne dla organizmu białka, które są korzystnie zbilansowane i dobrze strawne (jednocześnie bilans i strawność mleka jest wyższa niż mięsa). Zawartość białka w produktach mięsnych waha się od 11 do 22%. Zawartość białka w mleku waha się od 2,9 do 3,5%.
3 Nowe formy żywności białkowej.
Dziś, w stale rozwijającym się społeczeństwie i ograniczonych zasobach, ludzie stoją przed koniecznością tworzenia nowoczesnych produktów spożywczych, które posiadają właściwości funkcjonalne i spełniają wymogi nauki o zdrowym żywieniu.
Nowe formy żywności białkowej to produkty spożywcze otrzymywane na bazie różnych frakcji białkowych surowców spożywczych, przy zastosowaniu naukowo uzasadnionych metod przetwarzania, posiadające określony skład chemiczny, strukturę i właściwości.
Szerokie uznanie zyskały różne źródła białka roślinnego: rośliny strączkowe, zboża, zboża i ich produkty uboczne, nasiona oleiste; warzywa i melony, masa wegetatywna roślin.
Jednocześnie soja i pszenica wykorzystywane są głównie do produkcji produktów białkowych.
Produkty przetwórstwa białka sojowego dzieli się na trzy grupy, różniące się zawartością białka: mąki i zboża otrzymywane są w drodze rozdrabniania; zawierają one 40–45% białka w całkowitej masie produktu; koncentraty sojowe otrzymuje się poprzez usunięcie składników rozpuszczalnych w wodzie; zawierają 65–70% białka; Izolaty sojowe otrzymywane są poprzez ekstrakcję białka; zawierają co najmniej 90% białka.
Otrzymywany jest na bazie soi teksturowane produkty białkowe, w którym zamiast białek mięsnych wykorzystuje się na przykład białka sojowe. Hydrolizowane białka sojowe nazywane są zmodyfikowany. Wykorzystuje się je jako funkcjonalne i smakowe dodatki do żywności.
Obecnie produkty na bazie soi wykorzystuje się także do produkcji mleka sojowego, sosu sojowego, tofu (twarogu fasolowego) i innych produktów spożywczych.
Suchy gluten pszenny o zawartości białka 75-80% otrzymywany jest z mąki pszennej lub pszennej metodą ekstrakcji wodnej.
Jednocześnie obecność aminokwasów ograniczających w białkach roślinnych determinuje ich niższość. Rozwiązaniem jest tu łączne wykorzystanie różnych białek, co zapewnia efekt zapłodnienia krzyżowego. Jeśli jednocześnie zostanie osiągnięty wzrost liczby aminokwasów każdego niezbędnego aminokwasu ograniczającego w porównaniu z oddzielnym użyciem oryginalnych białek, wówczas mówimy o jedynie efekt wzbogacenia, jeśli po zmieszaniu wynik każdego aminokwasu przekracza 1,0, to tak jest prawdziwy efekt wzbogacenia. Zastosowanie tak zbilansowanych kompleksów białkowych zwiększa strawność białek roślinnych nawet o 80 100%.
4 Właściwości funkcjonalne białek.
Białka i koncentraty białkowe znajdują szerokie zastosowanie w produkcji żywności ze względu na ich unikalne właściwości funkcjonalne, rozumiane jako właściwości fizykochemiczne, które decydują o zachowaniu się białek po przetworzeniu na produkt spożywczy i zapewniają określoną strukturę, właściwości technologiczne i konsumenckie gotowego produktu .
Do najważniejszych właściwości funkcjonalnych białek zalicza się rozpuszczalność, zdolność wiązania wody i tłuszczu, zdolność do stabilizowania układów rozproszonych (emulsji, pian, zawiesin) oraz tworzenia żeli.
Rozpuszczalność– jest to podstawowy wskaźnik oceny właściwości funkcjonalnych białek, charakteryzujący się ilością białka przechodzącego do roztworu. Rozpuszczalność w największym stopniu zależy od obecności oddziaływań niekowalencyjnych: hydrofobowych, elektrostatycznych i wodorowych. Białka o wysokiej hydrofobowości dobrze oddziałują z lipidami; te o wysokiej hydrofilowości dobrze oddziałują z wodą. Ponieważ białka tego samego typu mają ten sam ładunek, odpychają się, co przyczynia się do ich rozpuszczalności. Odpowiednio, w stanie izoelektrycznym, gdy całkowity ładunek cząsteczki białka wynosi zero, a stopień dysocjacji jest minimalny, białko ma niską rozpuszczalność, a nawet może koagulować.
Wiązanie wody zdolność charakteryzuje się adsorpcją wody z udziałem hydrofilowych reszt aminokwasowych, wiążące tłuszcze– adsorpcja tłuszczu na skutek pozostałości hydrofobowych. Średnio na 1 g białka można związać i zatrzymać na swojej powierzchni 2–4 g wody lub tłuszczu.
Emulgator tłuszczu I pieniący się Zdolność białek znajduje szerokie zastosowanie przy produkcji emulsji i pian tłuszczowych, czyli heterogenicznych układów woda-olej, woda-gaz. Dzięki obecności stref hydrofilowych i hydrofobowych w cząsteczkach białek oddziałują one nie tylko z wodą, ale także z olejem i powietrzem oraz pełniąc rolę powłoki na styku dwóch środowisk, przyczyniają się do ich wzajemnego rozmieszczenia, czyli: tworzenie stabilnych systemów.
Żelowanie Właściwości białek charakteryzują się zdolnością ich roztworu koloidalnego do przejścia ze stanu swobodnego rozproszonego w związany stan rozproszony z utworzeniem układów mających właściwości ciał stałych.
Wiskoelastyczno-elastyczny właściwości białek zależą od ich charakteru (kulisty lub włóknisty), a także od obecności grup funkcyjnych, za pomocą których cząsteczki białka wiążą się ze sobą lub z rozpuszczalnikiem.
--- pełnoprawny
--- gorszy
Klasyfikacja pasz ze względu na zawartość białka. Normy żywienia białek zwierząt.
Poziom odżywienia białkiem zwierząt określa się na podstawie ilości białka strawnego w 1 jednostce, a w hodowli drobiu na podstawie zawartości białka surowego w suchej mieszance paszowej. Na przykład krowy za 1 sztukę. dieta wymaga 100-110 g białka strawnego, świnie - 100-120 g, w paszy dla kur niosek 16-17% białka surowego.
Aby uniknąć zaburzenia równowagi pomiędzy rozkładem białka paszowego a syntezą białka bakteryjnego oraz zapobiec nadmiernemu wchłanianiu amoniaku do krwi, niezbędny jest optymalny stosunek frakcji białek rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych. Pożądane jest, aby dieta bydła zawierała 40-50% frakcji wodno-solnej w surowym białku. Takich frakcji jest dużo w roślinach okopowych i kiszonce z kukurydzy, a niewiele w sianie i sianokiszonce. U bydła źródłem białka są także mikroorganizmy żwacza.
Zastosowanie syntetycznych substancji zawierających azot w żywieniu bydła mlecznego.
Stosowanie niebiałkowych dodatków azotowych w żywieniu przeżuwaczy ma znaczenie praktyczne. Stosuję mocznik, biuret, fosforan mocznika, sole amonowe kwasu siarkowego i fosforowego.
Weź pod uwagę karbamid (mocznik): Podczas karmienia uwodnia się do amoniaku i CO2. Dzięki suplementom możesz zmniejszyć zapotrzebowanie na białko nawet o 25%.
W przypadku bydła mlecznego stosowanie materiałów syntetycznych jest ważne, ponieważ... uzupełnia niedobory azotu i białka podczas syntezy mleka.
Sposoby zwiększania wartości odżywczej białka w paszach i dietach. Otrzymywanie i zastosowanie AKD w hodowli zwierząt.
Zwiększona produkcja pasz wysokobiałkowych
Racjonalne wykorzystanie pasz wysokobiałkowych
Zastosowanie zamienników białka w żywieniu zwierząt
Znaczenie tłuszczów w żywieniu zwierząt. Zawartość w kanale.
W organizmie zwierzęcia lipidy pełnią następujące funkcje:
Część struktury błon komórkowych
Podstawy tkanki nerwowej
Depozyt energii
Rola ochronna
Podstawy hormonów, witamin
Źródło niezbędnych kwasów tłuszczowych
Wchłanianie, transport i magazynowanie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach
Tłuszcze zawierają 2-3 razy więcej energii niż białka i węglowodany. Zawartość tłuszczu w organizmie zależy od wieku, rodzaju i otłuszczenia.
W paszy pochodzenia roślinnego: tłuszcz w nasionach i ziarnach. Więcej tłuszczu w nasionach oleistych (soja, len, bawełna itp. 30-40% suchej masy). W ziarnach kukurydzy i owsa – 5-6%. Pszenica, żyto – 1-2%. W korzeniach roślin bulwiastych – 0,1-0,2%.
Źródłem lipidów dla przeżuwaczy jest słonecznik, bawełna i makuchy. Skutecznym sposobem podawania tłuszczów jest dodawanie dodatków do mieszanek paszowych i granulatów traw.
Świnie: oleje roślinne mają negatywny wpływ na technologię tłuszczu wieprzowego. Nie zaleca się stosowania oleju lnianego, oleju rycynowego i tłuszczów zwierząt morskich.
Zapotrzebowanie na tłuszcz jest szczególnie duże u noworodków. Poziom tłuszczu w diecie noworodków determinuje wzrost, rozwój i produktywność. Minimalna zawartość tłuszczu dla cieląt wynosi 12%, jagniąt – 15%, prosiąt – 17%.
Fizjologiczna rola Ca. Norma. Zawartość pasz i suplementów.
Ca – 99% znajduje się w szkielecie, mineralizacja tkanki kostnej zależna jest od podaży Ca i P, podaży witaminy D. Przy niedoborze: u osób młodych – procesy kostnienia kości i tkanek, skrzywienie kręgosłupa, zachamowany wzrost. U zwierząt dorosłych: stan hipokalcemii, rozmiękanie kości (osteomalacja), unieruchomienie Ca i P z kości.
Ca jest niezbędny do prawidłowej pobudliwości tkanki nerwowej, kurczliwości mięśni i jest ważnym składnikiem krzepnięcia krwi.
Ca 2+ - stabilność błony komórkowej, adhezja komórek podczas tworzenia tkanki.
U krów wysoko produktywnych w okresie laktacji dochodzi do zmiękczenia ostatnich kręgów ogonowych, skrzywienia żeber i stanu hipokalcemii. W procesie tworzenia mleka zapotrzebowanie na Ca gwałtownie wzrasta. Organizm niektórych zwierząt nie jest w stanie pozyskać wymaganej ilości poprzez efektywne wykorzystanie paszy lub unieruchomienie kośćca (Ca jest ekstrahowany z mięśni).
Brak Ca – drżenie mięśni, temperatura ciała chorych krów poniżej 37 0 C, stan hipokalcemii (niedowład poporodowy). U kur niosek kości, dzioby i kończyny miękną, a skorupa staje się cieńsza.
Źródła Ca:
Mączka rybna 30-65 g/kg
Mączka kostna 220 g/kg
Mączka mięsno-kostna 140 g/kg
Mleko 1,3 g/kg
Zielona pasza 1,5 g/kg
Rośliny strączkowe 2,8 g/kg
Optymalny stosunek Ca i P wynosi 2:1
W surowicy krwi zwierząt zawartość Ca wynosi 10-25 mg/100 ml, a spadek tego poziomu do 8 mg/100 ml może wiązać się z patologią.
Fizjologiczna rola R. Normalnego. Zawartość pasz i suplementów.
U zwierząt fosfor jest blisko spokrewniony z wapniem. Jest częścią tkanki kostnej i występuje w fosforoproteinach, kwasach nukleinowych i fosfolipidach. Fosfor jest niezbędny do tworzenia tkanki kostnej, wchłaniania węglowodanów i tłuszczów. Fosfor jest niezbędnym składnikiem białek komórkowych, służy jako aktywator wielu enzymów i bierze udział w tworzeniu buforu we krwi i tkankach. Przy braku fosforu obserwuje się oznaki osteomalacji i krzywicy. U bydła z brakiem fosforu następuje zaburzenie apetytu; zwierzęta żują drewno karmników i inne niejadalne materiały. Brak fosforu w diecie powoduje osłabienie mięśni, upośledzenie płodności oraz wpływa negatywnie na produkcyjność krów i rozwój młodych zwierząt.
Mikroflora Proventriculus potrzebuje fosforu. Fosfor odgrywa szczególną rolę w reakcjach fosforylacji, które przywracają zużyty ATP.
Źródłem fosforu jest ziarno i produkty uboczne przemiału na mąkę. Otręby zawierają 2-3 razy więcej fosforu niż ziarno. Ziarno zawiera 3-4 g na 1 kg suchej masy, mąka – 7,7, otręby – 7-10 g. Rośliny bulwiaste korzeniowe zawierają mało fosforu – 1,4-2 g, marchew zawiera 4,7 g na 1 kg suchej masy, stężenie wynosi: znacznie więcej fosforu w odtłuszczonym mleku – 10 g, w mączce rybnej 29 g na 1 kg suchej masy.
Wartość Cu, Co, Mn, Zn. Normy. Zawartość w kanale.
Cu– wraz z żelazem i witaminą B 12 miedź jest niezbędna do prawidłowego przebiegu powstawania hemoglobiny, poszczególnych układów enzymatycznych, wzrostu i pigmentacji włosów, reprodukcji i laktacji. Niedobór Cu powoduje wyniszczenie, depigmentację i wypadanie włosów, opóźnienie wzrostu, anemię, łamliwość i niedorozwój kręgosłupa, zaburzenia apetytu i biegunkę.
Współ– niezbędna mikroorganizmom żwacza do syntezy witaminy B12. Niedobór Co prowadzi do niedoboru witaminy B 12 i objawia się osłabieniem, wyczerpaniem i śmiercią. Inne objawy niedoboru kobaltu mogą obejmować utratę apetytu, zjadanie włosów i sierści, łuszczenie się skóry, a czasami biegunkę.
Mn– występujący w organizmie w niewielkich ilościach, zaburza strukturę tkanki kostnej i funkcje rozrodcze. Cielęta od krów z niedoborem manganu często mają zdeformowane kończyny, pogrubione stawy, sztywność, skrzywienie i powolne tempo wzrostu. U świń obserwuje się kulawiznę.
Aby zrekompensować brak manganu, do diety wprowadza się siarczan manganu lub potas manganu.
W trawie pastwiskowej zawartość manganu w 1 kg suchej masy wynosi 40-200 mg, a w trawie na glebach kwaśnych może sięgać 500-600 mg. Bogatym źródłem tego pierwiastka są ryż i otręby pszenne.
Zn- występuje we wszystkich tkankach. W większych ilościach gromadzi się w tkance kostnej niż w wątrobie. Pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego wzrostu włosów. Niedobór powoduje parakeratozę u cieląt i świń. Objawy niedoboru: powolny wzrost, uszkodzenia skóry w postaci zaczerwienienia na brzuchu.
Jeśli 1 kg suchej masy paszy zawiera 40-60 mg cynku, to zaspokaja to potrzeby wszystkich zwierząt.
Fizjologiczne znaczenie białek. Białka kompletne i niekompletne.
Białko odgrywa podstawową rolę w budowie narządów, tkanek i funkcji życiowych organizmu zwierzęcia. Konwencjonalnie można wyróżnić 3 główne funkcje białka:
Plastik - służy jako budulec do syntezy białek ustrojowych, a także stanowi integralną część wytwarzanych produktów: mleka, mięsa, jaj, wełny.
Biologiczne (regulacyjne) - białka wchodzą w skład wielu substancji biologicznie aktywnych w organizmie: enzymów, hormonów, ciał odpornościowych.
Energia – nie powinna być najważniejsza, bo Rolę głównych źródeł energii dla zwierząt pełnią węglowodany i tłuszcze.
Ze względu na skład aminokwasowy białko może być:
--- pełnoprawny– zawierają w wystarczającej ilości aminokwasy egzogenne, które nie mogą być syntetyzowane w organizmie i muszą być dostarczane z pożywieniem
--- gorszy– nie zawierają tych aminokwasów lub są obecne w niewystarczających ilościach, np. ziarno kukurydzy, w którym białko surowe reprezentowane jest przez białko ubogie w skład aminokwasowy – zeinę.
Niosą, że tak powiem, żywność pochodzenia zwierzęcego, ponieważ stężenie aminokwasów w nich jest wyższe niż w pokarmach roślinnych.
METABOLIZM BIAŁEK
Białka zajmują czołowe miejsce wśród pierwiastków organicznych, stanowiąc ponad 50% suchej masy komórki. Oni pełnią szereg ważnych funkcji biologicznych. Cały kompleks metabolizmu w organizmie (oddychanie, trawienie, wydalanie) zapewnia działanie enzymów, którymi są białka. Wszystkie funkcje motoryczne organizmu są zapewnione przez oddziaływanie białek kurczliwych - aktyny i miozyny.
Białko dostarczane wraz z pożywieniem ze środowiska zewnętrznego służy celom plastycznym i energetycznym. Plastyczne znaczenie białka polega na uzupełnianiu i tworzeniu nowych różnych elementów strukturalnych komórki. Wartość energetyczna polega na dostarczeniu organizmowi energii powstałej w wyniku rozkładu białek.
W tkankach stale zachodzą procesy rozkładu białek, po których następuje uwolnienie z organizmu niewykorzystanych produktów metabolizmu białek i wraz z tym synteza białek. Zatem białka organizmu nie znajdują się w stanie statycznym; w wyniku ciągłego procesu ich niszczenia i powstawania białka ulegają odnowie. Tempo obrotu białek jest różne dla różnych tkanek. Najszybciej odnawiają się białka wątroby, błony śluzowej jelit, a także innych narządów wewnętrznych i osocza krwi. Białka tworzące komórki mózgu, serca i gonad odnawiają się wolniej, a jeszcze wolniej białka mięśni, skóry, a zwłaszcza tkanek podporowych (ścięgien, kości i chrząstki).
Fizjologiczne znaczenie składu aminokwasowego białek żywności i ich wartość biologiczna
Dla prawidłowego metabolizmu białek, będącego podstawą ich syntezy, należy dostarczać organizmowi wraz z pożywieniem różnorodne aminokwasy. Zmieniając stosunek ilościowy aminokwasów wprowadzanych do organizmu lub wykluczając ten czy inny aminokwas z pożywienia, można ocenić znaczenie poszczególnych aminokwasów dla organizmu na podstawie stanu bilansu azotowego, wzrostu, masy ciała i ogólnego stanu zwierząt. Ustalono eksperymentalnie, że z 20 aminokwasów tworzących białka, 12 jest syntetyzowanych w organizmie (aminokwasy niezbędne), a 8 nie jest syntetyzowanych (aminokwasy niezbędne).
Bez niezastąpiony aminokwasów, synteza białek zostaje gwałtownie zakłócona i następuje ujemny bilans azotowy, zatrzymuje się wzrost i spada masa ciała. Długie życie zwierząt i ich normalna kondycja są niemożliwe w przypadku braku przynajmniej jednego z niezbędnych aminokwasów w pożywieniu. Dla człowieka niezbędnymi aminokwasami są leucyna, izoleucyna, walina, metionina, lizyna, treonina, fenyloalanina, tryptofan.
Białka mają różny skład aminokwasowy, dlatego też możliwość wykorzystania ich na syntetyczne potrzeby organizmu jest zróżnicowana. W związku z tym wprowadzono koncepcję wartość biologiczna białka spożywcze. Białka zawierające cały niezbędny zestaw aminokwasów w takich proporcjach, które zapewniają prawidłowy przebieg procesów syntezy, są białkami kompletnymi biologicznie. Wręcz przeciwnie, białka, które nie zawierają niektórych aminokwasów lub zawierają je w bardzo małych ilościach, będą gorsze. Zatem niekompletnymi białkami są żelatyna, która zawiera jedynie śladowe ilości cystyny i brakuje jej tryptofanu i tyrozyny, zeina (białko występujące w kukurydzy), zawierająca niewiele tryptofanu i lizyny, gliadyna (białko pszenicy) i hordeina (białko jęczmienia) zawierająca niewiele lizyny. i kilka innych./Najwyższą wartością biologiczną białek jest mięso, jaja, ryby, kawior i mleko.
W związku z tym żywność dla ludzi musi zawierać nie tylko wystarczającą ilość białka, ale musi zawierać co najmniej 30% białek o wysokiej wartości biologicznej, tj. pochodzenia zwierzęcego.
U ludzi występuje postać niedoboru białka, która rozwija się w wyniku monotonnej diety składającej się z produktów roślinnych o niskiej zawartości białka. Powoduje to chorobę zwaną „kwashiorkor”. Występuje wśród populacji krajów tropikalnych i subtropikalnych Afryki, Ameryki Łacińskiej i Azji Południowo-Wschodniej. Choroba ta dotyka głównie dzieci w wieku od 1 do 5 lat.
Wartość biologiczna jednego i tego samego białka jest różna dla różnych osób. Prawdopodobnie nie jest to określona wartość, ale może się różnić w zależności od stanu organizmu, wstępnego schematu odżywiania, intensywności i charakteru aktywności fizjologicznej, spożycia pokarmu, indywidualnych cech metabolicznych i innych czynników.
Praktycznie istotne jest, aby dwa niekompletne białka, z których jedno nie zawiera części aminokwasów, a drugie pozostałych, w sumie mogły zaspokoić potrzeby organizmu. ,
Bilans azotowy
Bilans azotowy - stosunek ilości azotu wchodzącego do organizmu z pożywieniem i wydalanego z niego. Ponieważ głównym źródłem azotu w organizmie jest białko, bilans azotowy można wykorzystać do oceny stosunku ilości białka otrzymanego i zniszczonego w organizmie. Ilość azotu pobranego z pożywienia różni się od ilości azotu wchłoniętego, ponieważ część azotu jest tracona z kałem.
Wchłanianie azotu oblicza się na podstawie różnicy zawartości azotu w przyjmowanym pożywieniu i w kale. Znając ilość wchłoniętego azotu, łatwo jest obliczyć całkowitą ilość białka wchłoniętego przez organizm, gdyż białko zawiera średnio 16% azotu, czyli 1 g azotu zawarte jest w 6,25 g białka. Dlatego mnożąc znalezioną ilość azotu przez 6,25, można określić ilość białka.
Aby określić ilość zniszczonego białka, należy znać całkowitą ilość azotu wydalonego z organizmu. Produkty metabolizmu białek zawierające azot (mocznik, kwas moczowy, kreatynina itp.) są wydalane głównie z moczem i częściowo z potem. W warunkach normalnego pocenia się o niewielkiej intensywności ilość azotu w pocie można pominąć. Dlatego, aby określić ilość białka rozkładanego w organizmie, zwykle oznacza się ilość azotu w moczu i mnoży się ją przez 6,25.
Istnieje pewna zależność pomiędzy ilością azotu wprowadzonego z białkami żywności a ilością azotu wydalonego z organizmu. Zwiększenie spożycia białka przez organizm prowadzi do zwiększenia wydalania azotu z organizmu. U osoby dorosłej prawidłowo odżywiającej się z reguły ilość azotu wprowadzonego do organizmu jest równa ilości azotu usuniętego z organizmu. Ten stan nazywa się bilans azotowy. Jeżeli w warunkach bilansu azotowego zwiększymy ilość białka w pożywieniu, to bilans azotowy wkrótce zostanie przywrócony, ale na nowym, wyższym poziomie. Zatem równowagę azotową można ustalić przy znacznych wahaniach zawartości białka w żywności.
Mówimy o przypadkach, gdy spożycie azotu przekracza jego uwalnianie dodatni bilans azotowy. W tym przypadku synteza białka przeważa nad jego rozkładem. Stabilny dodatni bilans azotowy obserwuje się zawsze przy wzroście masy ciała. Obserwuje się go w okresie wzrostu organizmu, w czasie ciąży, w okresie rekonwalescencji po poważnych chorobach, a także podczas intensywnych treningów sportowych, którym towarzyszy trening. wzrost masy mięśniowej W tych warunkach następuje retencja azotu w organizmie (zatrzymanie azotu).
Białka nie są odkładane w organizmie, to znaczy nie są magazynowane w rezerwie. Dlatego też, gdy wraz z żywnością spożywana jest znaczna ilość białka, tylko jego część jest wydatkowana na cele plastyczne, a większość na cele energetyczne.
Mówi się, że gdy ilość azotu wydalona z organizmu przekracza ilość azotu pobranego ujemny bilans azotowy.
Ujemny bilans azotowy obserwuje się podczas głodu białka, a także w przypadkach, gdy organizm nie otrzymuje pewnych aminokwasów niezbędnych do syntezy białek.
Rozpad białek w organizmie następuje w sposób ciągły. Stopień rozkładu białka jest związany z charakterem odżywiania. Minimalne spożycie białka w warunkach głodu białka obserwuje się podczas jedzenia węglowodanów. W tych warunkach uwalnianie azotu może być 3-3"/2 razy mniejsze niż podczas całkowitego głodu. Węglowodany działają skutecznie rolę oszczędzającą białko.
Rozkład białek w organizmie, który zachodzi przy braku białek w pożywieniu i wystarczającym wprowadzeniu wszystkich innych składników odżywczych (węglowodanów, tłuszczów, soli mineralnych, wody, witamin), odzwierciedla te minimalne wydatki, które są związane z podstawowymi procesami życiowymi. Te najmniejsze straty białka dla organizmu w spoczynku, w przeliczeniu na 1 kg masy ciała, nazwał Rubner Stopień zużycia.
Szybkość zużycia dla osoby dorosłej wynosi 0,028-0,075 g azotu na 1 kg masy ciała na dzień.
Ujemny bilans azotowy powstaje w przypadku całkowitego braku lub niewystarczającej ilości białka w pożywieniu, a także podczas spożywania żywności zawierającej niepełne białka. Nie można wykluczyć możliwości niedoboru białka przy normalnym spożyciu, ale przy znacznym wzroście zapotrzebowania organizmu na to białko. We wszystkich tych przypadkach tak post białkowy. "
Podczas głodu białkowego, nawet w przypadku wystarczającego spożycia przez organizm tłuszczów, węglowodanów, soli mineralnych, wody i witamin, następuje stopniowo narastająca utrata masy ciała, w zależności od tego, czy koszty białek tkankowych (minimalne w tych warunkach i równy współczynnikowi zużycia) nie są kompensowane przez spożycie białek z pożywienia. Dlatego długotrwały głód białka ostatecznie, podobnie jak całkowity głód, nieuchronnie prowadzi do śmierci. Głód białka jest szczególnie trudny dla rosnących organizmów, które w tym przypadku nie tylko tracą masę ciała, ale także zatrzymują wzrost z powodu braku tworzywa sztucznego niezbędnego do budowy struktur komórkowych.
Współczesna nauka osiągnęła pewne sukcesy w badaniu zagadnień racjonalnego odżywiania. Powszechnie wiadomo, że opiera się na białkach, tłuszczach, węglowodanach, a także witaminach i minerałach pozyskiwanych z pożywienia.
Białka, czyli białka, mają największe znaczenie dla funkcjonowania organizmu. Stanowią podstawę strukturalną wszystkich komórek organizmu i zapewniają ich działanie. Białka pełnią różnorodne funkcje, takie jak katalityczne, strukturalne, regulacyjne, sygnalizacyjne, transportowe, magazynujące (rezerwowe), receptorowe, motoryczne (motoryczne). Białka w organizmie człowieka powstają z białek pożywienia, które w wyniku trawienia rozkładają się na aminokwasy, wchłaniane do krwi i wykorzystywane przez komórki. Istnieje 20 aminokwasów, które dzielą się na egzogenne (są syntetyzowane w organizmie) i niezbędne, które pochodzą z pożywienia. Za szczególnie ważne uważa się aminokwasy egzogenne, takie jak walina, izoleucyna, leucyna, treonina, metionina, lizyna, fenyloalanina, tryptofan, arginina, histydyna, metionina, lizyna i tryptofan. Występują głównie w produktach pochodzenia zwierzęcego. Metionina jest szczególnie niezbędna do aktywności umysłowej. Najwięcej jego zawartości znajduje się w twarogu, jajach, serach i mięsie.
Średnie zapotrzebowanie organizmu na białko wynosi 1-1,3 g na kilogram masy ciała. Codzienna dieta osób pracujących umysłowo powinna uwzględniać białka zarówno pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego. Ich stosunek wynosi 45:55. Spośród białek roślinnych największą wartość i aktywność biologiczną mają białka soi, ziemniaków, płatków owsianych, gryki, fasoli i ryżu.
Tłuszcze są najbardziej skoncentrowanym źródłem energii. Jednocześnie pełnią w organizmie inne ważne funkcje: wraz z białkami tworzą podstawę strukturalną komórek, chronią organizm przed hipotermią oraz stanowią naturalne źródło witamin A, E, D. Dlatego też tłuszcze, a zwłaszcza ich główny składnik – kwasy tłuszczowe – są niezbędnym składnikiem pożywienia. Kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone i nienasycone. Kwasy arachidonowy i linolowy należą do najcenniejszych biologicznie spośród nienasyconych kwasów tłuszczowych. Wzmacniają ściany naczyń krwionośnych, normalizują metabolizm i przeciwdziałają rozwojowi miażdżycy. Stosunek tłuszczów zwierzęcych i roślinnych wynosi 70:30.
Kwas arachidonowy występuje wyłącznie w tłuszczach zwierzęcych (smalec wieprzowy – 2%, masło – 0,2%). Bogate w ten produkt jest również świeże mleko.
Kwas linolowy występuje głównie w olejach roślinnych. Z całkowitej ilości tłuszczów zawartych w pożywieniu zaleca się spożywanie 30-40% tłuszczów roślinnych. Zapotrzebowanie organizmu na tłuszcz wynosi około 1-1,2 g na kilogram masy ciała. Nadmiar tłuszczu prowadzi do nadmiernej masy ciała, odkładania się tkanki tłuszczowej i zaburzeń metabolicznych.
Węglowodany to duża grupa związków organicznych występujących we wszystkich żywych organizmach. Węglowodany są uważane za główne źródło energii organizmu. Ponadto są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, głównie mózgu. Udowodniono, że podczas intensywnej aktywności umysłowej zwiększa się spożycie węglowodanów. Węglowodany odgrywają również ważną rolę w metabolizmie białek i utlenianiu tłuszczów, jednak ich nadmiar w organizmie powoduje powstawanie złogów tłuszczu.
Węglowodany pochodzą z pożywienia w postaci monosacharydów (fruktoza, galaktoza), disacharydów (sacharoza, laktoza) i polisacharydów (skrobia, błonnik, glikogen, pektyna), zamieniając się w glukozę w wyniku reakcji biochemicznych. Zapotrzebowanie organizmu na węglowodany wynosi około 1 g na kilogram masy ciała. Nadmierne spożycie węglowodanów, zwłaszcza cukru, jest niezwykle szkodliwe.
Głównymi źródłami węglowodanów z pożywienia są: pieczywo, ziemniaki, makarony, płatki zbożowe i słodycze. Cukier jest czystym węglowodanem. Miód, w zależności od pochodzenia, zawiera 70-80% glukozy i fruktozy. Ponadto spożywanie węglowodanów w postaci rafinowanego cukru i słodyczy przyczynia się do rozwoju próchnicy. Dlatego zaleca się spożywanie większej ilości pokarmów zawierających polisacharydy (owsianka, ziemniaki), owoców i jagód jako źródeł węglowodanów.
Średnie dzienne zapotrzebowanie człowieka na węglowodany wynosi 4-5 g na kilogram masy ciała. Zaleca się wprowadzenie 35% węglowodanów w postaci cukru granulowanego, miodu, dżemu, a resztę najlepiej uzupełnić pieczywem, ziemniakami, płatkami zbożowymi, jabłkami itp. http://www.ref.by/refs/ 89/20072/1 .html
Nie da się przecenić roli białek, tłuszczów i węglowodanów dla organizmu. W końcu składa się z nich nasze ciało! Dziś strona mówi o tym, jak jeść, aby nie zaburzyć tak ważnej i delikatnej równowagi.
Białka, tłuszcze i węglowodany w naszym organizmie
Wiarygodnie ustalono, że organizm ludzki składa się z 19,6% białek, 14,7% tłuszczów, 1% węglowodanów i 4,9% składników mineralnych. Pozostałe 59,8% pochodzi z wody. Utrzymanie prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu zależy bezpośrednio od proporcji najważniejszych składników odżywczych, a mianowicie: w codziennej diecie niezbędna jest obecność białek, tłuszczów i węglowodanów w proporcji 1:3:5.
Niestety, większość z nas nie przywiązuje należytej uwagi do pożywnej i zbilansowanej diety: jedni przejadają się, inni niedojadają, a wielu wręcz je na chybił trafił, co tylko chce, w drodze i w pośpiechu. W takiej sytuacji prawie niemożliwe jest kontrolowanie ilości białek, tłuszczów i węglowodanów wprowadzanych do organizmu wraz z pożywieniem. Istnieje jednak realne niebezpieczeństwo niedoboru lub nadmiaru jednego lub kilku niezbędnych pierwiastków na raz, co ostatecznie ma bardzo negatywny wpływ na nasze zdrowie!
Znaczenie białek, tłuszczów i węglowodanów dla organizmu
Znaczenie i rola białek
Z podręczników szkolnych wiemy również, że białka są głównym budulcem naszego organizmu, ale oprócz tego są także podstawą hormonów, enzymów i przeciwciał. Zatem bez ich udziału procesy wzrostu, rozmnażania, trawienia i obrony immunologicznej są niemożliwe.
Białka odpowiadają za hamowanie i pobudzenie w korze mózgowej, białko hemoglobiny pełni funkcję transportową (przenosi tlen), DNA i RNA (kwasy dezoksyrybonukleinowy i rybonukleinowy) zapewniają zdolność białka do przekazywania dziedzicznej informacji do komórek, lizozym reguluje ochronę przeciwdrobnoustrojową, a białko wchodzące w skład nerwu wzrokowego zapewnia percepcję światła przez siatkówkę oka.
Ponadto białko zawiera niezbędne aminokwasy, od których zależy jego wartość biologiczna. Znanych jest łącznie 80 aminokwasów, ale tylko 8 z nich uważa się za niezbędne, a jeśli wszystkie zawarte są w cząsteczce białka, to takie białko nazywa się pełnowartościowym, pochodzenia zwierzęcego i występuje w produktach takich jak np. mięso, ryby, jaja i mleko.
Białka roślinne są nieco mniej kompletne i trudniejsze do strawienia, ponieważ mają błonnikową otoczkę, która zakłóca działanie enzymów trawiennych. Z drugiej strony białko roślinne ma silne działanie przeciwmiażdżycowe.
Aby zachować równowagę aminokwasów, zaleca się spożywanie pokarmów zawierających zarówno białka zwierzęce, jak i roślinne, przy czym udział białek zwierzęcych powinien wynosić co najmniej 55%.
Nadmierne spożycie tłuszczów prowadzi do nadmiaru cholesterolu, rozwoju miażdżycy, pogorszenia metabolizmu tłuszczów i gromadzenia się nadwagi. Brak tłuszczu może powodować dysfunkcję wątroby i nerek, zatrzymywanie wody w organizmie i rozwój dermatoz.
Aby zoptymalizować dietę, konieczne jest łączenie tłuszczów roślinnych i zwierzęcych w stosunku od 30% do 70%, ale wraz z wiekiem należy preferować tłuszcze roślinne.
O bilansie węglowodanów
Nazwa klasy tych związków pochodzi od terminu „hydraty węgla”, zaproponowanego w 1844 roku przez profesora K. Schmidta.
Węglowodany stanowią główne źródło energii, pokrywając 58% zapotrzebowania organizmu człowieka. Produkty pochodzenia roślinnego zawierają węglowodany w postaci mono-, di- i polisacharydów.
