Тема 4: Биологическое значение белков

Пища – это основной источник существования человека. В пище содержится около шестисот химических веществ, более 90% которых обладают лечебными свойствами. Чтобы правильно использовать эти свойства пищевых продуктов, надо знать их химический состав и пищевую ценность, уметь правильно составлять рацион питания.

Пищевым продуктом можно называть только то, что содержит хотя бы один нутриент. Наиболее важными типами нутриентов, влияющими на рост и развитие организма, являются: белки, жиры, углеводы, витамины, вода, минеральные вещества. Некоторые, особенно ценные пищевые продукты (молоко, мясо, рыба) содержат различные нутриенты и могут выполнять множество функций. Другие продукты (глюкоза, хлеб) состоят из одного, двух нутриентов и могут выполнять только одну – две функции.

Нутриентами (эссенциальными пищевыми веществами) называют только такие соединения, которые после переваривания и всасывания могут использоваться организмом как источник энергии, пластических материалов для роста и регенерации тканей или выступать в роли регуляторов биохимических процессов.

Значительное влияние на жизнедеятельность живого организма оказывают органические кислоты, дубильные вещества, пигменты, фитонциды, экстрактивные вещества.

В организме человека и животных постоянно протекают два процесса:диссимиляция(распад пищевых продуктов до конечных простых веществ) и ассимиляция(созидание новых тканей, воспроизводство потомства, получение энергии, создание резерва из новых простых веществ).

Белки - природные высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков аминокислот, которые соединены пептидными связями в полипептидные цепи. В процессах жизнедеятельности всех организмов белки выполняют функции:

структурную, регуляторную, каталитическую, защитную, транспортную, энергетическую.

Белки состоят из углерода (50%), водорода (7,0%), азота (17,0%) и кислорода (26,0%).

Названию белки, соответствуют наиболее принятому в отечественной литературе термину протеины (от греч. proteios — первый).

Суточная норма потребления зависит от физической нагрузки и возраста человека. Чем выше энергетические затраты, тем больше требуется белка. Норма 1,1 – 1,5 г на 1,0 кг. массы тела или 80 – 100 г. в сутки. С возрастом потребность снижается. В течение жизни человека белок в организме обновляется примерно 200 раз. Белок мышечных тканей обновляется на 50% за 8 суток, внутренних органов – за 10 суток. Белки состоят из углерода (50 – 55%), водорода (6,5 – 7,3%), азота (15 – 18%), кислорода (21 – 24%).

Белки являются строительным материалом человеческого тела, участвуют в процессе обмена веществ, без их достаточного потребления плохо усваиваются некоторые витамины и минеральные вещества. Примерно 17% общей массы человека, или 45% массы сухих веществ, составляют белки.

Суточная норма потребления зависит от физической нагрузки и возраста человека. Чем выше энергетические затраты, тем больше требуется белка. Норма 1,1 – 1,5 г на 1,0 кг. массы тела или 80 – 100 г. в сутки. С возрастом потребность снижается. В течение жизни человека белок в организме обновляется примерно 200 раз. Белок мышечных тканей обновляется на 50% за 8 суток, внутренних органов – за 10 суток. Белки состоят из углерода (50 – 55%), водорода (6,5 – 7,3%), азота (15 – 18%), кислорода (21 – 24%).

Белки состоят из остатков 22 аминокислот.

Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде, но не растворимые в органических кислотах. Они содержат основную (аминную группу) NH² и кислую (карбоксильную) COOH группу.

Двенадцать аминокислот могут самостоятельно синтезироваться в организме человека, а восемь (десять) должны поступать с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми. К ним относят – триптофан, лизин, метионин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, фенилаланин. Кроме указанных аминокислот, некоторые авторы относят к незаменимым аминокислотам аргинин, гистидин.

В питании детей дошкольного возраста незаменимые аминокислоты должны составлять 40% суммы аминокислот, школьного возраста – 30%, а у взрослых людей – 15%.

Питательная ценность белков зависит от степени усвояемости их организмом. Растительные белки усваиваются организмом человека хуже, чем животные. Почти на 100 % усваивается только белок куриного яйца и материнское молоко. Белки рыбы и мяса усваиваются на 80 – 90%, белки хлеба на 70 – 80%, белки овощей и бобовых на 60 – 70%.

КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ:

А) Белки подразделяют по физико-химическим свойствам: простые (протеины) и сложные (протеиды).

Простые белки состоят только из аминокислот и растворяются в воде, растворах солей, щёлочи, спирте. Простые белки: альбумины, глобулины, проламины, гистоны и др.

Сложные белки содержат кроме аминокислот, небелковые (простетические) группы. Разделяются на группы в зависимости от состава небелковой части:

1) Нуклеопротеиды. Гидролизуются на простой белок (чаще всего гистоны или протамины) и нуклеиновые кислоты. Входят в состав протоплазмы, клеточных ядер, вирусов.

2) Фосфопротеиды. Гидролизуются на простой белок и фосфорную кислоту. К ним относятся казеин коровьего молока и вителлин – белок, входящий в состав желтка куриного яйца.

3) Гликопротеиды. Гидролизуются на простой белок и углевод. Не свертываются при нагревании. Входят в состав слизей. Представитель: муцин, входящий в состав слюны.

4) Хромопротеиды. Распадаются при гидролизе на простой белок и красящее вещество. Примером является гемоглобин крови; при гидролизе он расщепляется, образуя белок глобин и красящее вещество гем красного цвета.

5) Липопротеиды. Это соединения белка с липидами. Содержатся в протоплазме клеток, в сыворотке крови, в яичном желтке.

Б) Белки разделяются на группы в зависимости от их растворимости:

1) Альбумины. Растворимы в воде, при нагревании свертываются. Входят в состав белка яйца, сыворотки крови, молока, а также ферментов и семян растений.

2) Протамины. Хорошо растворимы в воде, в разбавленных кислотах и щелочах. Сильные основания. Не свёртываются при нагревании. Входят в состав сложных белков – нуклеопротеидов.

3) Гистоны. Растворимы в воде и в разбавленных кислотах, но нерастворимы в разбавленных щелочах. Менее сильные основания. Пример, глобин – белок, входящий в состав сложного белка крови – гемоглобина.

4) Глобулины. Нерастворимы в воде. Свертываются при нагревании. Входят в состав мышечных волокон (миозин), яйца, молока, крови, растительных семян (конопля, горох).

5) Проламины. Нерастворимы в воде. Не свертываются при кипячении. Входят в состав растительных белков (глиадин пшеницы, гордеин ячменя, казеин кукурузы).

В)Белки классифицируются по форме молекул:

1) фибриллярные(волокнистые) белки, молекулы которых имеют нитевидную форму; к ним относят фиброин шелка, кератин шерсти;

2) глобулярные белки, молекулы которых имеют округлую форму; к ним относятся, например, альбумины, глобулины и ряд других, в том числе и сложные белки.

Г) Белки классифицируют по типам:

1. Белки простого пептидного типа. Они состоят не более чем из двух аминокислотных остатков.

2. Белки олигопептидного типа. Они включают в себя от двух до десяти аминокислотных остатков в цепи.

3. Белки полипептидного типа. Они включают в себя от десяти до ста аминокислотных остатков в цепи.

Д) Белки классифицируют по формам организации:

1. Это первичная форма белка. В этой форме белок представлен линейной молекулой, которая состоит из последовательности аминокислотных остатков.

2. Это вторичная форма белка. В этой форме белок изменяется в пространстве, он образует своего рода спираль, закрепленную водородными связями.

3. Это третичная форма белка. В этой форме с помощью разнообразных связей спираль белковой молекулы изгибается и сворачивается в некую шарообразную структуру, которая в химии называется глобулой.

4. Это четвертичная форма белка. В данном случае несколько белковых молекул в форме глобул закрепляются друг с другом посредством связей.

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение белкам, укажите их биологическое значение, структуру и химический состав.

2.Укажите классификационные признаки белков.

3.В чём заключается сущность и назначение белков в питании детей.