ПОЛНОЦЕННЫЕ И НЕПОЛНОЦЕННЫЕ БЕЛКИ

Существуют множество различных классификаций белков: по составу, строению, функциональному назначению и т.д. Это обусловлено тем, что хотя элементарный состав белков не велик и включает в себя лишь атомы C, H, O, N, S, (иногда P) и белки построены из остатков лишь 20 аминокислот. Но с другой стороны в состав их молекул может входить от несколько десятков до сотен тысяч и даже миллионов аминокислотных остатков в различных вариациях, и молекулы белка могут содержать всевозможные функциональные группы (практически всю органическую химию). Но кроме того, с точки зрения пищевой ценности белков, определяемой их аминокислотным составом и содержанием так называемых незаменимых аминокислот, белки подразделяются на полноценные и неполноценные.

Для поддержания жизнедеятельности и функционирования всех живых организмов должен существовать постоянный обмен вещества и энергии. Главный элемент, входящий в состав белков, который нужен всем живым организмам - углерод. По источнику получения углерода организмы делятся на: автотрофные - живущие за счет неорганического источника С (двуокиси углерода), к ним относятся растения; гетеротрофные - использующие органические источники С, к ним относятся млекопитающие. Углерод необходим организмам, т.к. является составляющим элементом белков, из которых как из строительного материала строятся клетки организмов - структурные и функциональные единицы живых организмов.

Высшие растения способны синтезировать все необходимые им аминокислоты и входящие белки. Для этого им нужен азот в виде аммиака или нитратов, сера и фосфор в виде сульфатов и фосфатов, получаемые из почвенного раствора. Источником углерода служит фосфороглицериновая кислота продукт фотосинтеза. А из аминокислот в растениях синтезируются все необходимые для них белки.

Млекопитающие не могут синтезировать некоторые аминокислоты и поэтому должны получать их в виде пищи. Таких незаменимых аминокислот восемь: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, триптофан, фенилаланин. Полноценными считаются белки включающие в состав эти восемь незаменимых аминокислот. Причем продукты, содержащие эти белки не могут быть заменены продуктами содержащими жиры и углеводы.

Белки - необходимая составная часть питания человека. Отсутствие или недостаток их в пище вызывают серьезные заболевания. Основными источниками белков для человека являются: мясо, яйца, рыба, фасоль, горох и бобы. В отличие от углеводов и жиров в организме не происходит накапливания и запасания белков. Если с пищей поступило больше белков, чем необходимо для удовлетворения текущих потребностей, продукты гидролиза белков (аминокислоты) подвергаются биохимическим изменениям и включаются реакцию метаболизма (обмен веществ). Часть аминокислот, не использованных в качестве структурных элементов и энергетического материала, лишаются группы - NH2 и включаются в реакцию углеводородного обмена.

По этой причине питание должно включать все необходимые для жизнедеятельности белки различного состава со структурой и свойствами, соответствующими выполняемым ими функциям. Например:

·       устойчивый, твердый белок кератина необходим для ногтей и волос,

·       белки с нитевидными молекулами входят в состав мышц (они способны укорачиваться и удлиняться),

·       белки с мелкими и круглыми молекулами, легко растворимые, используются для транспортировки вещества,

·       белки высокоактивные, с легко изменяющейся структурой, выполняют функции катализаторов и передачи сигналов в клетку из внешней среды.

Из этого видно насколько многообразны белки и их функции в организмах. Поэтому так важен вопрос обеспечения организмов полноценными белками.

Белки являются важнейшим компонентом питания организмов по следующим причинам:

1.   С белками связаны основные проявления жизни - обмен веществ, сокращение мышц, раздражимость нервов, способность к росту, способность к размножению и даже мышлению.

2.   Благодаря белковым веществам, гемоглобину и др., происходит перенос кислорода.

3.   Ферменты играют роль ускорителей биохимических реакций.

4.   Гормоны - регулируют обменные процессы.

5.   Нуклеопротеиды - в значительной степени определяют направление синтеза белка в организме и являются носителями наследственных свойств.

6.   Белки представляют основу структурных элементов клетки и тканей.

7.   Связывая значительное количество воды, белки образуют плотные коллоидные структуры, определяющие конфигурацию тела.

Несмотря на то, что белки составляют 1/4 часть человеческого тела и около 2/3 его плотного остатка, организм обладает лишь незначительными белковыми резервами. Единственным источником образования белков в организме являются аминокислоты белков пищи. Вот почему белки совершенно незаменимы в питании человека. О полноценности снабжения организма белком судят по показателям азотистого баланса.

Белки являются единственным источником усвояемого организмом азота. Учитывая количество поступающего с пищей и выделяющегося из организма азота, можно судить о благополучие или нарушении белкового обмена. В организме взрослых здоровых людей, как правило, имеет место азотистое равновесие, когда количество поступающего с пищей азота уравнивается с количеством азота, выделяемого из организма. У детей азотистый баланс характеризуется накоплением белков в теле (стимул роста), при этом количество поступающего с пищей азота значительно превышает его выделение с продуктами распада. В этих случаях врачи говорят о положительном азотистом балансе. Положительный азотистый баланс в организме является признаком здоровья. У людей получающих недостаточное количество белка с пищей или у тяжелобольных, в организме которых белок усваивается плохо, наблюдается потеря азота, то есть отрицательный азотистый баланс

Каковы же потребности человека в белке? Нередко за эту величину предлагают принимать минимальную норму белка, необходимую для поддержания азотистого равновесия в организме, ниже которой нормальная жизнедеятельность человека невозможна. Для взрослого человека эта минимальная норма составляет всего 40-50 г усвояемого белка в день. Нет нужды доказывать, что эта величина намного ниже оптимальных потребностей  организма. При их определении необходимо исходить из интенсивности процесса обновления белков в тканях организма, которая зависит как от индивидуальных особенностей организма, пола, возраста, роста, веса и т.п., так и от характера деятельности человека, обеспечения иммунных реакций, связанных с защитой организма от инфекций и т.п. С увеличением интенсивности физического труда возрастают и потребности организма в белке.

Нередко возникает вопрос: равноценны ли для человеческого организма белки, содержащиеся в различных продуктах питания? Безусловно, неравноценны. В настоящее время доказано, что пищевая ценность белков различных видов зависит от их аминокислотного состава. Наибольшее значение для определения полноты усвоения белков из 20 аминокислот имеют лишь 8, которые являются незаменимыми в питании для взрослого человека (и на одну больше для ребенка раннего возраста).

Незаменимые	оптимальные	содержание аминокислот, г на 100 г продукта
кислоты	соотношения	яйца						молоко	говядина	треска	мука.пш.	картофель
триптофан	1	0,2						0,05	0,2	0,16	0,13	0,02
лейцин	4,0 - 7,0	1,1						0,34	1,4	1,2	0,8	0,1
изолейцин

Итак, мы установили, что человек нуждается в определенном количестве белка. Он должен получать с пищей его достаточное количество, но аминокислоты этих белков должны быть в определенных сбалансированных отношениях. Таких пищевых продуктов, в которых не содержалось бы необходимых для жизни аминокислот, почти нет, но их количество в разных продуктах различно: в животных продуктах этих аминокислот много, в картофеле и капусте - мало. Но и среду продуктов растительного происхождения имеются источники достаточно ценных белков. Так, крупы содержат от 6 до 16% белка, наиболее ценные белки содержатся в гречневой крупе, овсянке, рисе и бобовых, особенно сое.

Все разнообразие пищевых продуктов в большинстве стран принято делить на группы, отражающие как происхождение, так и особенности их химического состава.

Первая группа - молочные продукты. Именно молоко почти полностью обеспечивает потребности не только детского, но и взрослого организма. В 100 г молока содержится 3 г белка. Пол-литра молока в день - это более Ѕ суточной потребности человека в животном белке. Белки молока содержат все аминокислоты и в наилучшем соотношении, необходимом организму. В молочных белках содержатся в значительных количествах метионин - аминокислота, важная для обеспечения нормальной деятельности печени. Для людей, работающих с вредными веществами, молочные белки имеют профилактическое значение, т.к. улучшают деятельность печени и нервной системы. Очень ценными продуктами питания являются различные виды сыров и творога. В твороге содержится 17% белков, большое количество лецитина и несколько меньшее количество незаменимой аминокислоты метионина. Различные сыры содержат около 20% белка, сухое молоко - около 23%. Таким образом в молоке и молочных продуктах весьма удачно сочетаются полноценные белки.

Вторая группа - мясо, рыба, яйца. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что степень усвоения мясных продуктов очень высока. Биологическая ценность белков рыбы не ниже, поскольку их аминокислотные составы весьма близки. Установлено, что белки рыбы и многих продуктов моря даже несколько легче перевариваются и усваиваются в организме человека, чем белки мяса. Весьма ценным и питательным продуктом являются яйца, в них содержатся лучшие по аминокислотному составу белки. До настоящего времени сравнительно большой процент населения земного шара по ряду мотивов, в том числе и религиозных, по-разному относится к мясу. В ряде стран и у отдельных групп населения существуют многовековые запреты на отдельные виды мяса. В Индии не едят говядины, а среди мусульман бытует запрет на свинину. Славяне, как правило, не едят конину и с пренебрежением относятся к мясу собак и лягушек. А в большинстве стран Азии и Европы широко используется конское мясо. Мясо собак используется для питания в Китае, а мясо лягушек считается деликатесом во Франции. Но биологическая ценность мяса различных животных зависит не столько от особенностей строения белков, сколько от содержания в нем экстрактивных веществ и других соединений. В настоящее время нет никаких оснований утверждать, что биологическая ценность белков конского мяса (или даже мяса лягушек) по составу хуже мяса крупного рогатого скота и свиней. Мясо, несомненно, очень полезный продукт благодаря высокому содержанию полноценного животного белка - в различных сортах мяса и птицы содержится от 14 до 24% белка.

Взаимозаменяемость первой и второй группы. Продукты двух первых групп являются наиболее важными поставщиками полноценного белка, с близкими по их аминокислотному составу и хорошей усвояемости организмом. Продукты первой и второй группы как источники белка в значительной степени могут заменять друг друга. Это означает, что их следует включать в меню в эквивалентных по содержанию белка количествах и в разнообразных сочетаниях с продуктами растительного происхождения.

Третья группа - мука, хлебобулочные изделия, крупы, макаронные изделия. Основное значение продуктов этой группы, содержащих большое количество углеводов, - снабжение организма энергией. Как бы промежуточным звеном между продуктами третьей и пятой группы является картофель. Картофель употребляется населением многих стран в относительно больших количествах. В 100 г картофеля содержится 2 г белка. В различных сортах хлеба белка содержится от 4,7 до 7% белка. И при употреблении большого количества хлеба и картофеля содержащиеся в них растительные белки удовлетворяют общую потребность человека в белках примерно на 30 - 35%.

Четвертая группа - жиры. Дневная потребность взрослого человека в жирах составляет 80 - 100 г, из них немного менее 1/3 должны составлять растительные масла.

Пятая и шестая группы - овощи и фрукты. В овощах и фруктах содержится всего 1,2 - 1,5% белков, но при достаточном потреблении овощей и фруктов и эти белки имеют значение в питании человека. Белки картофеля и овощей, особенно капусты, содержат жизненно необходимые аминокислоты в таких же соотношениях, как белки животного происхождения.
Перечисленные шесть групп продуктов дополняют одна другую, обеспечивая организм необходимыми материалами для построения и обновления структур человеческого тела белками, различающимися многочисленными функциями, структурой, составом. Подразделяющимися на полноценные и неполноценные, отличающимися наличием или отсутствием восьми незаменимых аминокислот (валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, триптофан, фенилаланин). Но признавая неравноценность продуктов с точки зрения аминокислотного состава, и то, что белки животного происхождения более соответствуют структуре человеческого тела, чем растительные; отметим, что комбинация различных продуктов, по принципу взаимного дополнения лимитирующих биологическую ценность их аминокислот, позволяет удовлетворить потребность человека в белках и обеспечить их высокую усвояемость.
ЛИТЕРАТУРА:

1.   Грин Н., Стаут У., Тейлор Д.  Биология. Т.1. - М.: Мир, 1990.- 368с.

2.   Книга о вкусной и здоровой пище. Питание и здоровье /Гл. ред. акад. А.А. Покровский. - М.: Пищевая промышленность, 1978.- 384с.

3.   Павлов И.Ю., Вахненко Д.В., Москвичев Д.В.  Биология: Пособие для вузов. - Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.- 576с.

4.   Популярная медицинская энциклопедия /Гл. ред. А.Н. Бакулев. - М.: Советская энциклопедия, 1966.- 1040с.