Какая пищевая ценность отражает качество белковых компонентов продукта
Читателей:
650
Белок — наиболее важный компонент пищи человека.
Основные источники пищевого белка: мясо, молоко, рыба, продукты переработки зерна, хлеб, овощи.
Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. В организме здорового взрослого человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами распада. Для оценки белкового обмена введено понятие азотного баланса.
В зрелом возрасте у здорового человека существует азотное равновесие, т. е. количество азота, полученного с белками пищи, равно количеству выделяемого азота. В молодом растущем организме идет накопление белковой массы, образуется ряд нужных для организма соединений, поэтому азотный баланс будет положительным — количество поступающего азота с пищей превышает количество выводимого из организма.
У людей пожилого возраста, а также при некоторых заболеваниях, недостатке в рационе питания белков, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ наблюдается отрицательный азотный баланс — количество выделенного из организма азота превышает его поступление в организм. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма. На белковый обмен влияют биологическая ценность и количество поступающего с пищей белка.
Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава и атакуемостью белков ферментами пищеварительного тракта.
В организме человека белки расщепляются до аминокислот, часть из них (заменимые) являются строительным материалом для создания новых аминокислот, однако имеется 8 аминокислот (незаменимые, эссенциальные), которые не образуются в организме взрослого человека, они должны поступать с пищей. Снабжение организма человека необходимым количеством аминокислот — основная функция белка в питании. В белке пищи должен быть сбалансирован не только состав незаменимых аминокислот, но и должно быть определенное соотношение незаменимых и заменимых аминокислот, в противном случае часть незаменимых будет расходоваться не по назначению.
Биологическая ценность белка по аминокислотному составу может быть оценена при сравнении его с аминокислотным составом «идеального» белка. Для взрослого человека в качестве «идеального белка» применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ.
Расчет аминокислотного скора, для установления биологической ценности проводят следующим образом.
Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в идеальном белке принимают за 100 %, а в природном белке определяют процент соответствия.
Содержание аминокислоты (в мг) в 1 г испытуемого. Содержание этой же аминокислоты ( в мг) в I г белка по аминокислотной шкале.
В результате определяют лимитирующую кислоту в исследуемом белке с наименьшим скором.
Например: в 1 г исследуемого белка пищевого продукта содержится (в мг): изолейцина — 45, лейцина — 75, лицина — 40, метионина и цистина (в сумме) — 25, фенилаланина и тирозина (в сумме) — 70, треонина — 38, триптофана — 11, валина — 50. При сравнении со стандартной шкалой находим, что скоры (в %) соответственно равны: 113, 107, 73, 71, 95, 113, 100. Следовательно, лимитирующими аминокислотами в белке данного продукта являются лизин (скор 73 %), сумма метионина и цистина (скор 71 %) и треонин (скор 95 %).
Наиболее близки к «незаменимому» белку животные белки. Большинство растительных белков содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот (одной или нескольких). Так, например, белки злаковых культур, а следовательно, и полученные из них продукты неполноценны по лизину, метионину, треонину. В белке картофеля, ряда бобовых не хватает метионина и цистина (60-70 % оптимального количества).
В то же время необходимо помнить, что некоторые аминокислоты при тепловой обработке, длительном хранении продуктов могут образовать не усвояемые организмом соединения, т. е. становиться «недоступными». Это снижает ценность белка.
Биологическая ценность белков может быть увеличена добавлением лимитирующей аминокислоты или внесением компонента с ее повышенным содержанием. Так, биологическая ценность белка пшеницы может быть повышена приблизительно в два раза Добавлением 0,3-0,4 % лизина, белка кукурузы — 0,4 % лизина и 0,7 % триптофана.
Аминокислоты получают, гидролизуя белки, химическим или биологическим синтезом. Отдельные микроорганизмы при выращивании на специальных средах продуцируют в процессе своей жизнедеятельности определенные аминокислоты. Этот способ используют для промышленного получения лизина, глутаминовой кислоты и некоторых других аминокислот.
Животные и растительные белки усваиваются организмом неодинаково. Если белки молока, молочных продуктов, яиц усваиваются на 96 %, мяса и рыбы — на 93-95%, то белки хлеба — на 62-86%, овощей — на 80%, картофеля и некоторых бобовых — на 70 %. Однако смесь этих продуктов может быть биологически более полноценной.
На степень усвоения организмом белков оказывает влияние технология получения пищевых продуктов и их кулинарная обработка. Анализируя воздействие различных видов обработки пищевого сырья и продуктов (измельчение, действие температуры, брожение и т. д.) на усвояемость содержащихся в них белков, следует отметить, что в большинстве пищевых производств при соблюдении технологии не происходит деструкции аминокислот. При умеренном нагревании пищевых продуктов, особенно; растительного происхождения, усвояемость белков несколько возрастает, так как частичная денатурация белков облегчает доступ протеаз к пептидным связям. При интенсивной тепловой! обработке усвояемость снижается. Такое же влияние оказывает наличие в продуктах редуцирующих Сахаров и продуктов окисления липидов за счет их взаимодействия с белковыми компонентами пищи.
Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 1 -1,5 г белка на 1 кг массы тела (детей 4-1,5 г), т. е. примерно 85-100 г. Доля животных белков должна составлять приблизительно 55 % от общего его количества в рационе.
Для повышения пищевой ценности продуктов питания необходимо увеличение доли белкового компонента, сбалансированности его аминокислотного состава. Один из путей решения этой задачи — получение белковых продуктов из белоксодержащих отходов пищевых производств, например семян масличных после удаления масла (шрот), отходов мясной и молочной промышленности, и их использование для улучшения биологической ценности существующих продуктов или создание новых продуктов питания.
Создание белковых продуктов из масличных семян дает возможность не только расширить белковую сырьевую базу пищевой промышленности, но и значительно сократить потери белка, заменяя трехстадийную цепочку (растение — организм животного — организм человека) на двухстадийную (растение — организм человека).
Источник
Пищевая и биологическая ценность продуктов питания определяется их составом, усвояемостью и целым рядом других параметров.
По виду исходного сырья различают продукты животного и растительного происхождения.
Значение также имеет распределение их по преимущественной роли в реализации основных функций пищи (табл. 8.1).
Таблица 8.1. Систематизация пищевых продуктов по преимущественной роли в питании человека
| Преимущественная роль в питании | Пищевые продукты |
| Пластическая | Животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца и продукты их переработки) |
| Энергетическая | Животного происхождения: жир сельскохозяйственных и морских животных, масло коровье. Растительного происхождения: зерновые культуры и продукты их переработки, сахар, мед, растительные масла и продукты на их основе |
| Регуляторная | Печень животных и рыб Овощи, фрукты и ягоды |
Преимущественно пластическая роль продуктов животного происхождения не исключает полностью их участия в обеспечении организма энергией и биологически активными веществами, регулирующими обменные процессы. В то же время продукты растительного происхождения могут быть источниками веществ, используемых в организме как пластический материал, причем некоторые из них в этом отношении приближаются к продуктам животного происхождения (например, соя).
Оценка продуктов питания
Оценка пищевого белка
Биологическая ценность пищевого продукта отражает его способность удовлетворять потребность организма в незаменимых аминокислотах. Для ее определения используют методы оценки качества белка пищевых продуктов.
Среди химических методов наиболее распространен метод аминокислотного скора (scor — счет, подсчет). Он основан на сравнении аминокислотного состава белка оцениваемого продукта с аминокислотным составом стандартного (идеального) белка. После количественного определения химическим путем содержания каждой из незаменимых аминокислот в исследуемом белке определяют аминокислотный скор (АС) для каждой из них по формуле:
С = Снакиссл / Снакст х 100,
где Снакиссл, Снакст — соответственно содержание незаменимой аминокислоты (в мг) в 1 г исследуемого и стандартного белка.
Одновременно с определением аминокислотного скора выявляют лимитирующую для данного белка незаменимую аминокислоту, то есть ту, для которой скор является наименьшим. Пример определения аминокислотного скора белков коровьего молока и риса приведен в табл. 8.2.
Таблица 8.2. Аминокислотный состав и химический скор некоторых белков
| Аминокислоты | Аминокислотный образец ФАО/ВОЗ | Белок коровьего молока | Белок риса | |||
| А* | AC** | А* | AC** | А* | AC** | |
| Изолейцин | 40 | 100 | 47 | 117,5 | 44 | 110 |
| Лейцин | 70 | 100 | 95 | 136,0 | 86 | 123 |
| Лизин | 55 | 100 | 78 | 142,0 | 38 | 69 |
| Метионин + цистин*** | 35 | 100 | 33 | 94,0 | 38 | 108 |
| Фенилаланин + тирозин*** | 60 | 100 | 102 | 170,0 | 86 | 143 |
| Треонин | 40 | 100 | 44 | 110,0 | 35 | 87 |
| Триптофан | 10 | 100 | 14 | 140,0 | 14 | 140 |
| Валин | 50 | 100 | 64 | 128,0 | 61 | 122 |
* Содержание аминокислоты в 1 г белка, мг.
** Аминокислотный скор относительно образца ФА0/В03,%.
*** Потребность организма человека в метионине удовлетворяется на 80-89% заменимой аминокислотой цистином, а в фенилаланине — на 70-75% заменимой аминокислотой тирозином, поэтому обе названные пары аминокислот оценивается в сумме.
Так, из таблицы следует, что белок коровьего молока лимитирован по серосодержащим аминокислотам (метионин+цистин), так как скор у них наименьший (94) по сравнению с другими аминокислотами. Для риса лимитирующей аминокислотой является лизин (69).
К показателям биологической ценности продуктов питания по качеству пищевых белков, определяемым простыми расчетными методами, можно отнести следующие:
- отношение содержания незаменимых аминокислот (НАК) к общему азоту белка (ОАБ) в 100 г белка, выраженное в граммах незаменимых аминокислот на 1 г азота;
- количество незаменимых аминокислот в 100 г белка.
При оценке белков с помощью этих показателей исходят из того, что у белков с высокой биологической ценностью отношение НАК/ОАБ составляет не менее 2,5, а количество незаменимых аминокислот в 100 г белка — не менее 40. Остальные белки имеют низкую биологическую ценность (табл. 8.3).
Таблица 8.3. Биологическая ценность различных белков по расчетным показателям
| Белки | НАК/ОАБ | Количество НАК в 100 г белка, г |
| Яйца куриного | 3,2 | 47,2 |
| Молока | 3,1 | 45,0 |
| Мяса | 2,8-2,9 | 41,2-42,5 |
| Рыбы | 2,7 | 40,0-42,0 |
| Пшеницы | 2,0 | 27,6 |
Современным стандартом качества пищевых белков является PDCAAS —скорректированный аминокислотный коэффициент усвояемости белков, рекомендованный для применения при оценке качества белков Объединенным экспертным советом ФАО/ВОЗ (1989).
Этот показатель включает в себя три основных параметра оценки качества белка: содержание незаменимых аминокислот, усвояемость, способность поставлять незаменимые аминокислоты в необходимом для человека количестве. При этом PDCAAS пищевых белков измеряется путем сравнения содержания незаменимых аминокислот в пище, скорректированного с учетом усвояемости и модели потребностей в аминокислотах для детей в возрасте 2-5 лет (данная возрастная группа имеет наивысшие потребности в белке).
Нескорректированный аминокислотный коэффициент:
А = НАК1 / НАК2,
где А — нескорректированный азотный коэффициент, НАК1 — содержание незаменимых аминокислот в определяемом белке, НАК2 — содержание незаменимых аминокислот в стандартном белке (для детей 2-5 лет по данным ФАО/ВОЗ, 1985).
PDCAAS = минимальный А х усвояемость белка.
PDCAAS прямо пропорционален важности конкретного источника белка для питания человека. Продукты, состоящие из высококачественных белков и имеющие PDCAAS = 1,0, являются полноценными с точки зрения обеспечения определенного процента суточной нормы потребления белков (табл. 8.4).
Таблица 8.4. Оценка качества белка по данным Объединенного экспертного совета FAO/WHO (1989)
| Источник белка | PDCAAS |
| Казеин | 1,00 |
| Яичный белок | 1,00 |
| Говядина | 0,92 |
| Гороховая мука | 0,69 |
| Фасоль (консервированная) | 0,68 |
| Овес | 0,57 |
| Чечевица | 0,52 |
| Арахис | 0,52 |
| Пшеница | 0,40 |
| Пшеничная клейковина | 0,25 |
Оценка качества пищевых жиров
О биологической ценности продуктов питания можно судить также по их липидному компоненту, в частности, по качественному составу полиненасыщенных жирных кислот. Ранее главной характеристикой биологической ценности жиросодержащего продукта питания считалось количество в нем линолевой кислоты, синтез которой в организме не осуществляется. В последующем было установлено, что не только абсолютное количество линолевой кислоты, но и ее соотношение с другими полиненасыщенными жирными кислотами имеет существенное значение.
Более трети жирных кислот в составе мембранных липидов представлено полиненасыщенными жирными кислотами с 20 и 22 углеродными атомами, имеющими от 2 до 6 двойных связей, причем наибольшая доля в этой группе приходится на арахидоновую кислоту, содержащую 20 атомов углерода и 4 двойных (ненасыщенных) связи (20:4). В то же время в обычной пище такие жирные кислоты присутствуют в незначительных количествах.
Исключение составляют лишь смесь лярда с подсолнечным маслом и оливковое масло, наиболее соответствующие по своему составу оптимальной жирнокислотной формуле клеточных мембран. Отсюда следует, что жирные кислоты пищи мало пригодны для построения клеточных мембран. Поэтому они подвергаются метаболическим превращениям в организме с последующим синтезированием полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для построения клеточных мембран и их оптимального функционирования.
На этой основе разработан показатель биологической ценности пищевых продуктов питания (с учетом качества входящих в них полиненасыщенных жирных кислот) в виде коэффициента эффективности метаболизации полиненасыщенных жирных кислот (КЭМ). Его определяют в экспериментах на лабораторных животных, получающих в качестве основного корма пищевой продукт, биологическая ценность которого исследуется.
По окончании эксперимента в липидах мембран клеток печени подопытных животных определяют количество всех жирных кислот с 20 и 22 углеродными атомами, имеющими от 2 до 6 двойных связей. КЭМ выражает отношение количества арахидоновой кислоты (как главной разновидности жирных кислот в липидах нормально функционирующих клеточных мембран) к сумме всех других полиненасыщенных жирных кислот с 20 и 22 атомами углерода, имеющими от 2 до 6 двойных связей.
Для пищевых продуктов высокой биологической ценности значение КЭМ, определяемого при исследовании жирнокислотного состава липидов мембран печеночных клеток крыс, составляет 3-4 единицы. Уменьшение этих значений свидетельствует о снижении биологической ценности потребляемых пищевых продуктов по жирнокислотному составу.
У человека в качестве объекта изучения мембранных липидов могут быть использованы эритроциты. Значение коэффициента эффективности метаболизации полиненасыщенных жирных кислот эритроцитарных липидов у практически здоровых лиц, получающих полноценное по жирнокислотному компоненту адекватное питание, находится в пределах 1,3-1,5 единиц.
Пищевая ценность продуктов питания
Пищевая ценность продукта питания в целом дает наиболее полное представление о всех его полезных свойствах, включая энергетическую и биологическую ценность.
Энергетическая ценность пищевого продукта характеризует его усвояемую энергию, то есть ту долю суммарной энергии химических связей белков, жиров и углеводов, которая может высвобождаться в процессе биологического окисления и использоваться для обеспечения физиологических функций организма. Величина этой энергии зависит главным образом от степени усвоения питательных веществ данного пищевого продукта. Как следует из табл. 8.5, усвоение питательных веществ из продуктов животного происхождения выше, чем из растительных.
Таблица 8.5. Усвояемость питательных веществ (в %) из разных пищевых продуктов
| Пищевые продукты | Питательные вещества | ||
| белки | жиры | углеводы | |
| Животная пища | 97 | 95 | 98 |
| Злаки и хлебные культуры | 85 | 90 | 98 |
| Сушеные овощи | 78 | 90 | 97 |
| Свежие овощи | 83 | 90 | 95 |
| Фрукты | 85 | 90 | 90 |
| Смешанная пища | 92 | 95 | 98 |
Из смешанной пищи, какой являются обычные рационы питания, в среднем белки усваиваются на 92%, жиры — на 95%, углеводы — на 98%. С учетом этого установлены расчетные энергетические коэффициенты питательных веществ (для белков и углеводов — 4 ккал/г, для жиров — 9 ккал/г), используемые для определения энергосодержания рационов расчетным методом по раскладке продуктов с помощью таблиц химического состава и энергетической ценности пищевых продуктов.
Мерой пищевой ценности продукта служит интегральный скор, который представляет собой ряд выраженных в процентах расчетных величин, характеризующих степень соответствия оцениваемого продукта оптимально сбалансированному суточному рациону с учетом энергосодержания и наиболее важных качественных показателей.
Интегральный скор определяют обычно в расчете на такую массу продукта, которая обеспечивает 10% энергии суточного рациона (например 300 ккал, или 1,26 МДж, при суточном рационе в 3000 ккал, или 12,6 МДж). Для определения интегрального скора вначале находят по соответствующим таблицам энергосодержание 100 г оцениваемого продукта, после чего вычисляют его массу, обеспечивающую 300 ккал (1,26 МДж) энергии, а затем рассчитывают в найденном количестве продукта содержание важнейших питательных веществ.
Полученные по каждому из этих веществ величины представляют в виде процента от общего количества соответствующего вещества, содержащегося в оптимально сбалансированном суточном рационе. В табл. 8.6 представлены значения интегрального скора некоторых продуктов питания в расчете на их энергосодержание, равное 300 ккал (1,26 МДж), по отношению к оптимально сбалансированному суточному рациону с энергосодержанием в 3000 ккал (12,6 МДж).
Определение интегрального скора пищевых продуктов существенно расширяет информацию об их химическом составе, способствует выявлению и количественной оценке преимуществ или недостатков отдельных продуктов питания. Как следует из табл. 8.6, основные продукты животного происхождения далеко не равнозначны по своей пищевой ценности даже в отношении белкового компонента, а сахар можно считать в значительной мере носителем «пустых» калорий.
Таблица 8.6. Интегральный скор некоторых продуктов питания
Показатели химического состава и энергосодержания | Говядина I категории | Свинина жирная | Треска | Молоко коровье | Хлеб из пшеничной муки I сорта | Картофель | Сахар |
| Белки | 3360 | 814 | 78146 | 1628 | 110 | 8,00,0 | 00 |
| Жиры | 220 | 330 | 30 | 190 | 15 | 0,42,0 | 00 |
| Углеводы | 0 | 0 | 0 | 5 | 15 | 16,0 | 18 |
| Натрий | 2 | 1 | 6 | 5 | 13 | 2,0 | 0 |
| Калий | 14 | 3 | 36 | 19 | 5 | 55,0 | 0 |
| Кальций | 2 | 0 | 17 | 70 | 4 | 8,00 | 0 |
| Фосфор | 25 | 6 | 71 | 38 | 9 | 0,42 | 0 |
| Железо | 28 | 5 | 16 | 1 | 14 | 21,0 | 2 |
| Витамин С | 0 | 0 | 0 | 9 | 0 | 90,0 | 0 |
| Витамин В1 | 6 | 14 | 21 | 9 | 12 | 25,0 | 0 |
Витамин В2 | 11 | 3 | 28 | 30 | 5 | 8,0 | 0 |
| Энергосодержание | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10,0 | 10 |
А.Ю. Барановский
Опубликовал Константин Моканов
Источник