Основи фізіології та гігієни харчування - Зубар Н.М. - Біохімічні методи

При безбілковій дієті, цілком задовольняючи потреби організму людини в енергії, втрати білка, "коефіцієнт, який характеризується зношуванням", становить 13-17 грам на добу. Але навіть якщо до раціону включити цю кількість білка, то білкова рівновага не настане, тому що:

o по-перше, з невідомих причин споживання білка супроводжується підвищеним виведенням азоту (по кількості виведеного азоту мають уяву про втрати білка);

o по-друге, частка харчових білків, що йде на побудову білка самого організму, залежить від їхнього амінокислотного складу.

Фізіологічна цінність білків для людини є різною і визначається вмістом у них незамінних амінокислот. Синтезуються білки в організмі людини з амінокислот, що утворюються за рахунок засвоєння білків харчового раціону (⅓ - ¼ власних білків), так і за рахунок дисиміляції (⅔ - ¾ власних білків).

Нормування білків враховує азотистий баланс, який може бути негативним, позитивним і адекватним (азотиста рівновага).

Азотиста рівновага - це кількість азоту, яка надійшла до організму з їжею і дорівнює кількості азоту, яка виведена з організму (з сечею, калом, потом, волоссям, нігтями).

Позитивний азотистий баланс характерний для дітей у зв'язку з ростом, розвитком.

Негативний азотистий баланс є характерним під час повного або часткового голодування, споживання низькобілкових раціонів, порушенні засвоювання білків у шлунково-кишковому тракті, під час хвороб.

Фізіологічна потреба у білку

Наукове обґрунтування фізіологічної потреби у білку відбувається за азотистим балансом. Якщо людина знаходиться на безбілковому харчовому раціоні, то втрати азоту з сечею, калом та потом становлять 85 мг на 1 кг маси тіла. Тоді мінімальна норма споживання білка буде: (85 мг o 6,25) = 0,5 г на 1 кг маси тіла. Така кількість білків забезпечить рівновагу між процесами синтезу та розпаду їх в організмі людини. Враховуючи рівень засвоюваності білків, стресові ситуації, фізичні навантаження, безпечний рівень споживання білків становить 0,75 г на 1 кг маси тіла, а максимальний - 1,1 г. Таким чином:

o мінімальна потреба у білках - 0,5 г на 1 кг маси тіла, забезпечує азотисту рівновагу і є нижньою межею безпеки, яка задовольнить потребу у білку для 60 % населення.

o оптимальна потреба у білках - 0,75 г на 1 кг маси тіла, забезпечує поправку на стресову ситуацію (20 %) і забезпечує засвоюваність білків (30 %).

o максимальна потреба у білках - 1,1 г на 1 кг маси тіла, забезпечує витрати на фізичну працю (40 %), є верхня межа безпеки і задовольнить потребу у білку для 95 % населення. Для спортсменів, військовослужбовців потреба у білку - 2 г на 1 кг маси тіла, для підлітків та чоловіків у період виконання ними репродуктивної функції - 2,5-3 г.

Потреба у білках залежить від енерговитрат і становить при енерговитратах більше 3000 ккал - 11 %, 2500-3000 ккал - 12 %, 2000-2500 ккал - 13 % від енергоцінності раціону.

Добова потреба у незамінних амінокислотах, г:

триптофан - 1, треонін - 2-3, лейцин - 4-6, метіонін - 2-4, ізолейцин - 3-4, лізин - 3-5, валін - 3-4, фенілаланін - 2-4.

4.4. Поняття біологічної цінності білків та методи визначення

Біологічна цінність білків характеризує здатність їх забезпечити пластичні процеси та синтез метаболічно-активних субстанцій.

Біологічна цінність білків характеризує якість білка і обумовлена наявністю у них незамінних амінокислот, їх співвідношенням із замінними та засвоюваністю у шлунково-кишковому тракті.

Засвоєння білків їжі, повнота використання амінокислот може бути досягнута тільки при збалансованості незамінних амінокислот.

Якщо якої-небудь із незамінних амінокислот у білках їжі буде менше, ніж у стандартному білку, то й інші амінокислоти не можуть бути цілком використані організмом.

Біологічну цінність білків оцінюють хімічними, біохімічними та біологічними методами (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Методи оцінювання біологічної цінності білків

Хімічні методи

При хімічному методі визначення біологічної цінності білків визначають амінокислотний склад білків у гідролізаті, використовуючи аміноаналізатор, та порівнюють його із стандартною амінокислотною шкалою за такими показниками:

1. Амінокислотне число (Ач)

1 г стандартного білка містить, мг: ізолейцину - 40, триптофану - 10, лізину - 55, лейцину - 70, треоніну - 40, валіну - 50, сірковмісних амінокислот (цистеїн, метіонін) - 35, ароматичних сполук (фенілаланін, тирозин) - 60.

2. Амінокислотний скор (Аскор )

Амінокислотний скор (число) визначається по кожній незамінній амінокислоті.

3. Метод амінокислотних шкал - порівняння кількості амінокислот у продукті із стандартною амінокислотною шкалою FAO/ WHO для виявлення лімітуючих амінокислот.

Амінокислота, скор якої має найменше значення, вважають лімітуючою.

4. Відношення вмісту загальної кількості незамінних амінокислот до замінних

Для тваринних продуктів - 0,43-0,52; рослинних - 0,32-0,45.

5. Білково-якісний показник - відношення вмісту триптофану у білку до вмісту у ньому оксипроліну (пряма пропорційність з біологічною цінністю).

6. Вміст у білку правообертальних й-амінокислот (обернена пропорційність до біологічної цінності).

7. Вміст сірки у білку (пряма пропорційність з біологічною цінністю).

8. Вміст у білковому продукті вільних нуклеїнових кислот, пуринових основ, сечової кислоти (обернена пропорційність біологічній цінності).

Біохімічні методи

При біохімічному методі здійснюють ферментативний гідроліз білків пепсином і трипсином у моделях in vitro, що близькі до умов травлення у живому організмі. При цьому визначають атакованість білків in vitro, яка дає комплексну характеристику максимальної швидкості та глибини гідролізу досліджуваного білка порівняно з еталонним білком (казеїном).

Біологічні методи

Біологічні методи оцінки біологічної цінності характеризують засвоюваність білків за такими показниками (табл. 4.2):

1. Коефіцієнт ефективності білка (КЕБ) - збільшення маси тіла в г на 1 г споживаного білку (міжнародна абревіатура - PER > 2,5)

3. Коефіцієнт засвоєння білка (КЗБ) - співвідношення кількості засвоєного білка в % до його споживаної кількості.

Таблиця 4.2. анаболічна ефективність білків

Залежно від біологічної цінності білки продуктів харчування поділяють на 4 класи:

Клас 1. Білки молока, яєць

o мають високу біологічну цінність і організм спроможний коректувати їх амінограми.

Клас 2. Білки м'яса, риби, сої, насіння бавовни, соняшника, рапсу

♦ мають найоптимальніші амінограми і організм не спроможний коректувати їх амінограми.

Клас 3. Білки зернових культур

o погано збалансовані за вмістом амінокислот і мають низьку корекцію їх амінограм організмом.

Клас 4. Білки желатину, гемоглобіну

♦ неповноцінні, біологічна цінність наближається до нуля.