Какой белок считается полезнее и почему некоторые аминокислоты — незаменимы?

Введение
В последние десятилетия большое внимание уделяется изучению влияния условий животноводства не только на качество производимого мяса, но и на его пищевую ценность.

Пищевая ценность — понятие, интегрально отражающее всю полноту полезных свойств пищевых продуктов, в  том числе степень обеспечения данным продуктом физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах и энергии.

Хорошо известно, что в  соответствии с  формулой сбалансированного и  адекватного питания в  состав полноценного рациона человека должны входить жизненно важные питательные вещества: белки, жиры, углеводы и т.д. [1].

Пищевая ценность мяса определяется в  первую очередь высоким содержанием полноценных белков и незаменимых аминокислот, высоким содержанием легкоусвояемого железа, жирнокислотным составом, наличием жирорастворимых витаминов, микро- и  макронутриен- тов  [2]. В  таблицах 1, 2 представлен состав незаменимых аминокислот раз- личного вида мяса и субпродуктов.

Основными макропитательными веществами, выполняющими роль источников энергии и пластических (структурных) материалов, являются белки, жиры и углеводы. Известно [1, 2], что белки выполняют 3 основные функции: они снабжают организм анаболитическим материалом, используемым для эндогенного биосинтеза необходимых белков, являются предшественниками гормонов, порфинов и других биомолекул, принимают участие в  биологическом окислении, частично компенсируя энергетические затраты организма. Биологическую ценность белка определяют входящие в  его состав аминокислоты, прежде всего незаменимые. Если белок не содержит хотя бы одной из них, он считается биологически неполноценным. Поступающие в  организм человека с пищей ингредиенты в ходе метаболизма в результате сложных биохимических реакций преобразуются в  структурные элементы клеток, поставляют в организм пластический материал и  энергию, обеспечивают необходимую физиологическую и  умственную работоспособность, определяют здоровье, активность и продолжительность жизни человека, его способность к воспроизводству. Следует констатировать, что мясо  — один из наиболее ценных продуктов питания. Мясо входит в число основных источников полноценных, легкоусвояемых белков, в  наиболее благоприятном соотношении содержащих незаменимые аминокислоты, жиры, имеющих в своем составе полиненасыщенные жирные кислоты, а  также витаминов группы В и минеральные вещества. Характерной особенностью мяса является его высокая энергетическая ценность, сбалансированность аминокислотного состава белков, наличие биологически активных веществ, высокая усвояемость, что в  совокупности обеспечивает активную физическую и  умственную деятельность человека.
Биологические свойства белков определяются их аминокислотным составом. Известно, что белки сильно различаются по числу, видам и  порядку чередования аминокислот в  полипептидной цепи. Когда клетка синтезирует определенный белок, должны наличествовать все аминокислоты, входящие в его состав. Животные клетки способны самостоятельно синтезировать некоторые аминокислоты из других веществ, но 8  видов аминокислот клетки синтезировать не способны, и организм должен их получать с  пищей. Это так называемые аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан. Для детей незаменимой аминокислотой является также гистидин. Триптофан играет важную роль в  синтезе тканевых белков, в  процессах обмена веществ и роста, участвует в образовании гемоглобина, сывороточных белков, никотиновой кислоты. Метионин является универсальным донатором метильных групп и серы. Цистеин содер- жит сульфгидрильную группу (SH-тиол) и  входит в  состав покровных тканей (эпидермиса, ногтей). Цистин, который образуется в  результате конденсации двух молекул цистеина, входит в  состав глютатиона и  способствует окислительно-восстановительным процессам. Дефицит лизина, большое количество которого содержится в  ядерных белках  — протаминах и  гистонах, вызывает задержку процессов биосинтеза белка. Фенилаланин и  тирозин под действием микроорганизмов могут подвергаться декарбоксилированию с  образованием биогенных аминов  — тирамина, дофамина, норадреналина, серотонина. Недостаточное содержание хотя бы одной незаменимой аминокислоты в  пищевом белке обуславливает резкое ухудшение усвоения всех прочих аминокислот. Использование организмом аминокислот пищи зависит и  от соотношения содержания таковых. Установлено, что в  случае недостатка поступления в  организм в  составе пищи заменимых аминокислот их эндогенный биосинтез происходит прежде всего из продуктов деградации незаменимых аминокислот. Потребности организма могут быть полностью обеспечены только в случае, если соотношение незаменимых аминокислот в  пище будет таким же, как и  в  самом организме [1].
Зависимость функционирования организма от количества незаменимых аминокислот используется при определении биологической ценности белков химическими методами. Наиболее широко используется метод Х. Митчела и Р. Блока (Mitchell, Block, 1946), в  соответствии с  которым рассчитывается показатель аминокислотного скора. Для характеристики пищевой ценности белка чаще всего пользуются специальным показателем — аминокислотным скором (от  англ. score  — счет), который рассчитывают по формуле:
Эталонный белок представляет собой теоретический белок, идеально сбалансированный по аминокислотному составу. Содержание незаменимых аминокислот в  1 г идеального в  пищевом отношении белка было определено экспертами ФАО (FAO, Food and Agriculture Organization  — продовольственная и  сельскохозяйственная организация при ООН) и  ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) в  1973 году и уточнено в 1985 году. Скор всех аминокислот в  эталонном белке равен 100%. Каждый исследуемый белок сравнивают с  оптимальным для питания человека эталонным белком по каждой аминокислоте. Скор аминокислот исследуемого белка может быть больше, меньше или равен 100%. В случае, если аминокислотный скор превышает 100%, данная аминокислота находится в избытке по сравнению с  ее оптимальным содержанием. Если аминокислотный скор равен 100%, содержание данной аминокислоты в исследуемом белке оптимално для питания человека. Наконец, если аминокислотный скор меньше 100%, то данной аминокислоты в  пищевом отношении недостает. Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Для полного усвоения белка пищи содержание в  нем аминокислот должно быть в  определенном соотношении, т.е. быть сбалансированным. На основе многолетних медико-биологических исследований ФАО/ВОЗ был предложен критерий для определения качества белка — эталон, имеющий наилучшую сбалансированность по незаменимым аминокислотам (таблица 3).

Отметим, что «идеальный белок» содержит не только незаменимые аминокислоты (НАК) в  определенных пропорциях, но и определенную долю заме- нимых аминокислот (ЗАК).

Характеристикой идеального белка может служить множество {a0, a1 … ai … an}, а рассматриваемого белка — множество {b0, b1 … bi … bn}, где a0 , b0  — суммарное содержание ЗАК в белках (%), ai, bi — со- держание НАК (%), n — число рассматриваемых НАК.

В качестве сравнительной характеристики используется множество скоров {С0, С1 … Ci … Сn}, где Ci = bi /ai.
Утилизация белка организмом животного реализуется по двум направлениям:

ÿ На пластические нужды белок усваивается в определенных пропорциях аминокислот, соответствующих пропорциям в идеальном белке. Назовем эту часть конвертируемым белком, и  она будет характеризоваться множеством {Сma0 , Сma1  … Cmai … Сman}, где Cm — минимальный из скоров. Учитывая, что as  = 100, доля конвертируемого белка от общей массы составит Cm.

ÿ Остаток от конвертируемой части белка (избыточный белок) расходуется на энергетические нужды. Следует иметь в виду, что на усвоение белка тратится в 4 раза больше энергии, чем на усвоение крахмала.

Если не принимать во внимание избыточную часть, то показателем качества белка служит минимальный скор 0 ≤ Cm ≤ 1. Для идеального белка Cm = 1, для неполноценного белка Cm = 0.

Любой принятый показатель качества должен однозначно различать эти два вида белка. Кроме того, возможен вариант, когда Ci = Cj, т.е.

все НАК находятся в идеальной пропорции, но в меньшем, чем у идеального белка количестве, и избыточный белок состоит только из ЗАК. Назовем такой белок «хорошим».

Из литературных источников кроме скора лимитирующей аминокислоты известен и ряд других сравнительных коэффициентов и показателей [3, 4]:
ÿ Обобщенный коэффициент утилитарности аминокислотного состава белка, численно равен отношению конвертируемой части НАК к  суммарному количеству НАК

Показатель учитывает только НАК (i  =  1 … n). Поскольку 0  ≤ Cm ≤ Ci ≤ 1, постольку 0 ≤ U ≤ 1. Заметим, что при Ci = Cm («хороший» белок) имеем U = 1, независимо от того близок ли белок к «идеальному» (Cm = 1) или к неполноценному (Cm = 0).
ÿ Коэффициентов сопоставимой избы- точности
Поскольку для принятого «идеального белка»
постольку показатель является однозначной, непрерывной функцией обобщенного коэффициента утилитарности U и легко рассчитываются через него, обладая тем же недостатком.
ÿ Коэффициент КРАС показывает среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот:
Для неполноценного белка Сm = 0 и  КРАС равен среднему скору НАК, для «идеального» белка Сi = Сm = 1 и КРАС = 0. КРАС, как и  предыдущие показатели не различает «хороший» и  «идеальный» белок.
ÿ Индекс незаменимых аминокислот (ИНАК или индекс Осера) представляет собой среднегеометрическое значение скоров:

Для «идеального белка» ИНАК = 1 при Сmin = 0 (неполноценный белок) ИНАК = 0, для «хорошего» — ИНАК = Сm. Показатель ИНАК = 1 может быть и при большой доле избыточного белка, если имеет место для некоторых НАК Ci > 1.

ÿ Показатель Карпаци-Линдера-Варги представлен в литературе в виде [4]

• Для «идеального» (при Сi = 1) белка К = 100, для неполноценного белка (Cm = 0),
• В многомерной системе координат НАК каждую из аминокислот в идеальном и  рассматриваемом белке можно представить нормированными векторами {Ai} и  {Bi} соответственно, где

В показателе Карпаци-Линдера-Варги учитывается избыточный белок (правда при этом к  избыточному белку причислен весь комплекс ЗАК) различается «идеальный» и «хороший» белки, однако имеет место неопределенность в оценке неполноценного белка. Можно предложить векторный и корреляционный подходы к оценке различия аминокислотного состава «идеального» и рассматриваемого белков.
Векторы равны, если равен нулю модуль их разности V, который в данном случае можно принять за меру близости белков. Таким образом,
В этом случае только при полной идентичности соотношения аминокислот V = 0. Недостаток данного показателя в  том, что он никак не оценивает «конвертируемую» часть белка, а дает представление только о  близости соотношения аминокислот в  НАК рассматриваемого белка к идеальным пропорциям. Различие двух множеств можно оценивать корреляционной функцией
Аминокислотный состав животного белка для основных его источников в  мясной промышленности, взятый по данным открытых публикаций [5], может несколько отличаться друг от друга. Для расчета и  сравнительной оценки биологической ценности белка ряда мясных продуктов был принят аминокислотный состав, представленный в таблицах 1 и 2. На основании данных (таблицы 1, 2) были произведены вычисления ранее рассмотренных показателей по специально разработанной программе. Результаты расчета представлены в таблице 4.
О тесноте, глубине и  силе взаимосвязи между рассматриваемыми показателями биологической ценности животного белка можно судить на основании данных, полученных в результате корреляционного анализа и  представленных в таблицах 5, 6, 7.

Модуль коэффициента парной корреляции принимает значения от 0 до 1. Чем ближе значение к единице, тем теснее линейная связь между переменными. Если значение близко к 0, то можно утверждать об отсутствии линейной связи между показателями. Для визуального представления корреляционной зависимости представим ее графически (рисунок 1).
Сравнительный анализ сводных данных (без учета мяса птицы) и  данных только для мяса и  графических зависимостей позволяет прийти к заключению, что минимальный скор Cм слабо коррелирует с ИНАК и Карпаци, в тоже время ИНАК сильно коррелирует с Карпаци, а V сильно коррелирует с R. Отказываемся от Карпаци и  R. В  случае с  субпродуктами можно отбросить КРАС.

Если ранжировать мясное сырье в соответствии с  показателями Cм, U, КРАС, ИНАК, V, то имеем следующую картину (таблицы 8, 9).

Как видно из таблицы 8, при ранжировании по указанным показателям получается довольно неоднозначная картина с  большим разбросом в  занимаемой позиции (ранге) продукта. Аналогичные результаты были получены и  при анализе растительных белков [6]. Из этих показателей формальной оценки биологической ценности белков с  точки зрения их аминокислотного состава физиологическим смыслом обладает только минимальный скор См. Остальные представляют собой математическую комбинацию из скоров НАК и ЗАК. Таким образом, приходим к тривиальному выводу, что на данный момент минимальный скор аминокислот является наиболее наглядным и информативным показателем качества белка, имеющий физиологический смысл и  отражающий долю белка доступного организму на пластические нужды. Возможно его следует уточнить с  учетом усвояемости лимитирующих аминокислот. Для математического формирования других оценочных критериев необходимо их вербальная формулировка на основе представлений о процессе усвоения белка и роли различных групп аминокислот в  этом процессе. Не исключен и  квалиметрический подход, если удастся количественно оценить роль и значение избыточных НАК и  ЗАК в  утилизации белка организмом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

         1. Лисицын, А.Б. Теория и  практика переработки мяса  / А.Б. Лисицын, Н.Н. Липатов, Л.С. Кудряшов, В.А.  Алексахина, И.М. Чернуха // под общей ред. академика РАСХН А.Б. Лисицына.  — М.: Эдиториал сервис, 2008.— 308 с.
2. Лисицын, А.Б. Мясная промышленность. Энциклопедический словарь / А.Б. Лисицын, И.М. Чернуха, А.А. Семенова и др. — М.: ВНИИМП, 2015.— 256 с.
3. Лисицын, А.Б. Оценка качества белка с  использованием компьютерных технологий / А.Б. Лисицын, М.А.  Никитина, Е.Б. Сусь // Пищевая промышленность.— 2016.— № 1. — С. 26–29.
4. Кукреш, Л.В. Оценка белка зернобобовых культур по аминокислотному составу / Л.В. Кукреш, И.В. Рышкель // Весцi нацыянальнай акадэмii навук Беларусi (Серыя аграрных навук).— 2008.— № 1. — С. 36–40.
5. Химический состав пищевых продуктов. Кн.2. Справочные таблицы содержания аминокислот, витаминов, макро-микроэлементов, органических кислот и углеводов / под ред. проф., д.т.н. И.М. Скурихина и проф., д.м.н. М.Н. Волгарева. — М.: Агропромиздат, 1987.— 360 с.

6. Зверев, С. Оценка качества белка бобовых культур / С. Зверев, М. Никитина // Комбикорма.— 2017.— № 4. — С. 37–41.

Никитина М.А.1 , канд. техн. наук, Зверев С.В.2 , доктор техн. наук
1 ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
2 ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова — филиал «ВНИИ зерна и продуктов его переработки»

Незаменимые аминокислоты

Аминокислоты – химические соединения, сочетающие в одной молекуле аминогруппу NH2 и карбоксильную группу COOH, и являющиеся основой для синтеза белковых молекул. В основе практически любых тканей и всех физиологических процессов лежат белки, а белки состоят из аминокислот – отсюда очевидна важнейшая роль, которую аминокислоты играют в человеческом организме.

Протеиногенные аминокислоты

Для синтеза практически любого белка необходимо всего лишь 20 аминокислот: лейцин (L), изолейцин (I), валин (V), лизин (K), метионин (M), треонин (T), триптофан (W), фенилаланин (F), гистидин (H), аргинин (R), цистеин (C), тирозин (Y), глицин (G), пролин (P), глютамин (Q), глютаминовая кислота (E), аланин (A), аспарагин (N), аспарагиновая кислота (D), серин (S).

Все огромное многообразие белков составлено из этих 20 аминокислот. Число вариантов цепочки из нескольких десятков аминокислот – поистине необозримо.

Что такое незаменимые аминокислоты?

Первые 9 из указанных нами протеиногенных аминокислот являются незаменимыми. Что это значит? Это значит, что они не вырабатываются в человеческом организме. И взять их можно только из пищи. Из этого видно, как важно питаться правильно и полноценно.

Белки являются основой жизни на Земле и поэтому практически все, что человек употребляет в пищу, содержит в себе некоторое количество белков. Но, как мы уже знаем, белки очень отличаются по составу. Поэтому далеко не всякая пища является полноценной с точки зрения белкового состава.

И, к сожалению, имеется масса примеров, как нехватка определенных аминокислот в пищевых продуктах, составлявших рацион больших групп людей в различных регионах, приводила к распространению тяжелых заболеваний среди этой группы.

Роль отдельных аминокислот

Первое место по значимости в группе незаменимых занимают аминокислоты с разветвленной цепочкой: лейцин, изолейцин и валин. Это так называемые BCAA – они очень важны для синтеза мышечных белков. Их довольно много в мясе, рыбе, молочных продуктах, но мало в растительной пище.

Поэтому, питаясь исключительно злаками и овощами, люди не могут похвастаться крупными бицепсами.

А современным спортсменам, уделяющим внимание наращиванию мышечной массы и повышению силовых показателей, пища с высоким содержанием BCAA просто необходима, а при ее нехватке приходится употреблять BCAA в виде пищевой добавки.

Еще одной важной аминокислотой, поступающей в организм только извне, является триптофан. Из него синтезируется серотонин и мелатонин – нейромедиаторы и гормоны, отвечающие за состояние нервной системы и сон, играющий ключевую роль в восстановлении после нагрузок.

Незаменимые аминокислоты играют ключевую роль не только в синтезе мышечных волокон, но и в секреции гормонов, в выработке витаминов, регулирующих обменные процессы, поэтому необходимо стараться избегать дефицита тех или иных аминокислот, так как это может стать причиной замедления спортивного прогресса и серьезных проблем со здоровьем. Для спортсменов и любителей спорта и фитнеса это особенно важно, так как при повышенных тренировочных нагрузках организм активнее расходует необходимые вещества и резервы незаменимых веществ следует обязательно пополнять.

Условно незаменимые аминокислоты

Условно-незаменимыми считаются аминокислоты, синтез которых в организме может быть ограничен теми или иными условиями (возрастом, физическим состоянием, наличием тех или иных заболеваний и т.д.). Это, к примеру, аргинин, не синтезирующийся или синтезирующийся в малых количествах у детей и пожилых людей.

Возможности компенсации нехватки незаменимых аминокислот

Недостаточное количество незаменимых аминокислот организм может частично компенсировать за счет других аминокислот, являющихся предшественниками незаменимых, или, напротив, промежуточными веществами их метаболизма.

Например, глютаминовая кислота до некоторой степени может заменять аргинин, тирозин – фенилаланин, а гомоцистеин – метионин.

Но полностью заместить незаменимые аминокислоты организм не может, поэтому необходимо следить за тем, чтобы их количество в пище было достаточным для удовлетворения потребностей конкретного организма.

Суточные нормы потребления незаменимых аминокислот для взрослого человека (по данным Всемирной Организации Здравоохранения) приведены в таблице.

Незаменимая аминокислота	Суточная потребность по данным ВОЗ, мг на 1 кг массы тела
Лейцин	39
Изолейцин	20
Валин	26
Лизин	30
Метионин	10,4
Фенилаланин+тирозин	25
Треонин	15
Триптофан	4
Гистидин	10

Какие аминокислоты лучше?

Аминокислоты – это органические соединения, из которых в организме синтезируются белки. Человек не смог бы без них существовать, так как они входят в состав всех тканей и участвуют во многих биохимических процессах. Всего известно 22 разновидности аминокислот, которые делятся на 3 группы:

• заменимые – синтезируются в организме из других аминокислот;
• незаменимые – поступают исключительно с пищей;
• условно-заменимые – вырабатываются в незначительных количествах.

Внимание! Основной источник аминокислот – белковые продукты. Также их недостаток можно восполнить из спортивных добавок.

Большую часть аминокислот можно получить из пищи. Поэтому рассмотрим, добавкам с какими белковыми соединениями стоит отдать предпочтение.

1 место в рейтинге – лейцин, изолейцин, валин

Самые важные аминокислоты, которые рекомендованы к приему всем спортсменам, входят в комплекс BCAA. Это аминокислоты с разветвленными боковыми цепочками – лейцин, валин и изолейцин. Мышцы состоят из них на 35%, что уже само по себе подтверждает их важность.

Они увеличивают скорость анаболических процессов (строение) и снижают скорость катаболических (распад), что помогает сохранить мышечную массу даже при соблюдении жесткой диеты и интенсивных тренировках. Добавки выпускаются в форме таблеток, порошка, жидкостей и капсул.

Внимание! BCAA увеличивают запас энергии в мышцах, повышают синтез лептина и, тем самым, способствуют ускорению похудения, стимулируют производство в организме инсулина, хорошо укрепляют иммунитет и активируют белок, от которого зависит рост клеток.

2 место – глютамин

Второе место по важности среди аминокислот занимает глютамин. Его часто добавляют в спортивный комплекс BCAA для усиления его эффективности. Из этого компонента мышечные ткани состоят на 60%.

Внимание! Основные функции глютамина – хороший альтернативный глюкозе источник энергии, снижение синтеза катаболического гормона кортизола, участник белкового синтеза, укрепление иммунитета.

3 место – аргинин, глицин, лизин, фенилаланин

Следующие аминокислоты уступают предыдущим по влиянию на набор мышечной массы, но оказывают всестороннее положительное воздействие на организм. Это аргинин, фенилаланин, лизин и глицин.

На чем остановить выбор?

Аминокислоты, расположившиеся на втором и третьем месте, несомненно полезны. Однако если вам нужен максимально выраженный эффект, лучше выбрать комплекс BCAA.

Остальные белковые соединения почти не имеют преимуществ перед простым протеином. Обычный сывороточный протеиновый порошок содержит те же аминокислоты, единственное их отличие в том, что усваиваться они будут чуть медленнее, поскольку организму придется извлечь их из белков.

Белки — состав, свойства и роль в диете | Университетская клиника

Пища человека состоит из многих ингредиентов. Они делятся на макроэлементы — белки, жиры и углеводы и микронутриенты — витамины, микроэлементы и т. д. Белок обеспечивает около 10-15%. дневной энергии. 1 грамм белка высвобождает 4 ккал.

Белок — это основной строительный блок тела. Белки расщепляются на аминокислоты, которые важны для регенерации мышц, костей, кожи, крови и других жизненно важных систем. Кроме того, они используются в синтезе нуклеиновых кислот, несущих генетическую информацию.

Функции белков

У взрослых белок составляет около 16% массы тела. Из них 43% содержатся в мышцах,15% – в коже, 16% в крови и др. 

Функции белков в организме человека:

• Структурная. Примерно половина белков в организме играет «каркасную» роль, например, в коже и мышцах. Эти белки — коллаген, актин и миозин.
• Транспортная. Белки помогают транспортировать многие питательные вещества через кровь и другие жидкости организма, такие как гемоглобин, липопротеины.
• Гормональная. Гормоны — это аминокислотные цепи, из которых состоят пептиды, такие как инсулин.
• Ферментативная. Все ферменты — белки. Например, пищеварительный фермент амилаза и другие.
• Иммунная. Антитела — это белковые молекулы. Белки также участвуют в подавлении воспалительных реакций.
• Защитная. Белок альбумин выполняет защитную функцию, поддерживая необходимый pH крови.

Функции белков в организме человека

По питательной ценности белок делится на полезный и менее ценный. Значение зависит от набора аминокислот, которые лучше всего усваиваются человеческим организмом. Этот «набор» меняется в зависимости от физиологического развития человека.

Коллаген

Коллаген — это основной белок соединительной ткани у животных. Коллаген содержится в костях, хрящах, сухожилиях, зубах, коже, роговице, легких, печени, кровеносных сосудах и других органах и тканях. На его долю приходится около 25-30% белка млекопитающих. 

У человека и позвоночных было идентифицировано двенадцать типов коллагена, состоящего из более чем 24 различных полипептидных α-спиралей. Комбинации этих спиралей определяют типы коллагена. Например, наиболее распространенный коллаген I типа (90% общей массы коллагена) состоит из 2 спиралей α-1 и 1 α-2. 

Структура коллагена

Коллаген отличается от других белков организма своим уникальным аминокислотным составом: 33%. из всех аминокислот составляют Gly, 10% – про, 10% – гидрокси-Pro и 1% – гидрокси-Lys.

Основная структурная единица коллагена — тропоколаген, состоит из трех левовращающихся α-спиралей, скрученных в одну правовращающуюся суперспираль.

Такие суперспирали связываются поперечными ковалентными связями с образованием фибрилл.

Миозин

Миозин — это белок сокращения мышечных волокон. Его молекула состоит из α-спирали двух полипептидных цепей. Мол. масса около – 470000, что составляет 40-60% всех мышечных белков.

Связавшись с актином, он образует актомиозин — основной белок в системе сокращения мышц. Он характеризуется активностью аденозинтрифосфатазы: она преобразует химическую энергию АТФ в механическую энергию сокращения мышц.

В 1 см 3 мышцы содержится около 1 г миозина.

Молекула миозина

Инсулин

Это полипептидный гормон, секретируемый В-клетками поджелудочной железы. Инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, увеличивая проницаемость клеток мышечной и жировой ткани для глюкозы. 

Инсулин

Гликоген синтезируется из глюкозы в печени и мышцах, а инсулин подавляет синтез глюкозы из других веществ (молочной кислоты, аминокислот, глицерина) в печени. При нехватке инсулина (из-за недостаточной выработки рукой или нарушения транспорта глюкозы из крови в клетки) начинается заболевание, называемое диабетом (сахарный диабет).

Аминокислоты

Белки состоят из аминокислотной цепи. Аминокислоты связываются между собой с образованием пептидных цепей, более 10 аминокислот — полипептиды.

Общая формула аминокислот H 2 N – CHR – COOH. Строение отдельных аминокислот кардинально отличается. Согласно им выделяют три основные группы аминокислот: 

• алифатические;
• ароматические;
• гетероциклические. 

Алифатические кислоты делятся на моноаминомонокарбоновые и моноаминодикарбоновые кислоты. В молекуле трех аминокислот — цистеина, цистина и метионина содержится атом серы. 

Строение аминокислот

Аминокислоты — бесцветные кристаллические вещества. За исключением глицина, все они имеют асимметричный атом углерода и оптически активны. Человеческий белок содержит 20 отдельных аминокислот. Некоторые из них незаменимы (существенны), другие — заменяемы, потому что их можно синтезировать.

Во время катаболизма всех аминокислот образуются шесть веществ, которые участвуют в общем катаболическом процессе. Эти вещества представляют собой пируват, ацетил-КоА, кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат и оксалоацетат. 

Аминокислоты, из которых промежуточные продукты цикла Кребса (α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат) образуются во время катаболизма и впоследствии превращаются в конечный продукт оксалоацетат и могут использоваться для гликогенеза, называются гликогенными аминокислотами. 

Некоторые аминокислоты превращаются в ацетоацетат или ацетил-CoA во время катаболизма и могут использоваться для синтеза ацетоновых материалов. Их называют кетогенными.

Многие аминокислоты используются в синтезе веществ глюкозы и ацетона, потому что катаболизм производит два продукта, соответствующий метаболит цикла Кребса и ацетоацетат (Tyr, Phe, Trp) или ацетил-КоА (Ile).

Такие аминокислоты называют смешанными или гликокетогенными.

Почти все природные аминокислоты (за исключением метионина) реагируют с α-кетоглутаровой кислотой. Эта катализируемая трансаминазой реакция дает глутаминовую кислоту и соответствующую α-кетоновую кислоту. Образовавшаяся глутаминовая кислота подвергается окислительному дезаминированию под действием каталитической глутаматдегидрогеназы.

Незаменимые аминокислоты

Некоторые аминокислоты могут вырабатываться в организме, другие необходимо получать с пищей. Есть восемь незаменимых аминокислот.

Продукты, содержащие незаменимые аминокислоты

Важность некоторых аминокислот зависит от стадии физиологического развития человека. Например, в детстве очень важна одна аминокислота, а для взрослых она уже не важна. Пример: аргинин, гистидин, цистеин, глицин, тирозин, глутамин, пролин.

Эти аминокислоты очень важны для детей, потому что детский организм не может их синтезировать из-за повышенной потребности. Во время метаболического стресса синтез глутамина может быть недостаточным, что делает его в таких случаях незаменимым.

Тирозин

Тирозин — ароматическая аминокислота, одна из двадцати аминокислот, необходимых для синтеза белка. Он образован из фенилаланина и других аминокислот. Тирозин участвует в синтезе адреналина, норадреналина, серотонина и дофамина. 

Для правильного метаболизма тирозина в мозге необходимы витамин B 6 (пиридоксин) и фолиевая кислота. Тирозин используется для синтеза белков, катехоламинов, гормонов щитовидной железы, меланинов и может расщепляться на конечные метаболиты CO 2, H 2 O, NH + и энергию. 

Между тирозином и α-кетоновой кислотой происходит реакция пераминирования, в результате чего п-гидроксифенилпируват вступает в реакцию с O 2.образуется гомогентизат. Ароматическое кольцо гомогентизата далее разрушается молекулярным кислородом с образованием малеилацетата. Он изомеризуется в фумарилацетоацетат, который гидролизуется до фумарата и ацетоацетата. 

• Тирозин обладает улучшающими настроение и антидепрессивными свойствами. 
• Он действует как адаптоген — улучшает адаптацию организма при стрессовых реакциях, снижает негативные последствия стресса, подавляет аппетит. 
• Тирозин участвует в синтезе энкефалинов, обезболивающих. 
• Используется в качестве нейротрансмиттера для стимуляции синтеза L-допа при болезни Паркинсона. 
• Тирозин используется в сочетании с триптофаном и имипрамином в качестве антидепрессанта. Эти аминокислоты содержатся в соевых продуктах, курице, индейке, рыбе, бананах, молоке, сыре, семенах кунжута, овсянке. 

Недостаток тирозина снижает синтез белка, отмечается повышенная утомляемость, признаки депрессии, нарушение функции печени, снижение активности щитовидной железы.

Очень серьезный дефицит тирозина может возникнуть при генетическом заболевании — фенилкетонурии, при котором организм не может метаболизировать аминокислоту фенилаланин, поэтому ее необходимо исключить из рациона.

В отсутствие фенилаланина тирозин не может образовываться.

Недостаток тирозина снижает активность щитовидной железы

Биологическая ценность белков

Биологическую ценность белков определяют аминокислоты. Белки со всеми незаменимыми аминокислотами в достаточном количестве, имеют высокую биологическую ценность. Белки с высокой биологической ценностью содержатся в источниках животного происхождения: мясе, яйцах, молочных продуктах, рыбе. 

Если в белке нет одной или нескольких незаменимых аминокислот, его биологическая ценность низкая. Как правило, белки растительного происхождения имеют низкую биологическую ценность. Если питательная ценность ежедневного рациона слишком низкая, для выработки энергии используются белки организма. 

Дефицит белка часто встречается у пациентов, перенесших операцию, и у пожилых людей. Дефицит белка возникает при заболеваниях почек, серьезных травмах, ожогах, сепсисе, мальабсорбции. Дефицит белка вызывает потерю мышечной массы, плохое заживление ран, восприимчивость к инфекциям, отек и ожирение печени.

Мясо. Правильно выбрать и съесть

Мясной белок и незаменимые аминокислоты

Мясо – важный продукт детского питания, являющийся поставщиком белков животного происхождения. Белки необходимы ребенку как основной пластический материал для построения всех клеток и тканей организма. Они также участвуют в синтезе гормонов, ферментов, выработке антител и формировании иммунитета.

Организм ребенка высокочувствителен как к недостатку белков, так и к изменению их качественного состава.

Уровень белка в различных видах мяса колеблется от 17 до 20-21%.

Белки мяса обладают высокой биологической ценностью, поскольку в них присутствуют все аминокислоты. Из 20 аминокислот почти половина являются незаменимыми, т.е.

они не могут синтезироваться организмом человека и должны ежедневно поступать с пищей (валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, лизин).

Для ребенка в возрасте до 1 года незаменима еще и такая аминокислота как гистидин.

• Для построения белковых структур детского организма требуются все 20 аминокислот, дефицит любой из них неизбежно ведет к нарушению синтеза всех белков.
• Жиры мяса
• Мясо также содержит жиры, за счет которых организм малыша покрывает до 30% энергетических затрат.

Жиры мяса по своему химическому составу неравноценны. Они усваиваются тем полнее и легче, чем ближе температура их плавления к температуре человеческого тела. Лучшее усвоение отмечается у свиного жира и жира мяса птицы. К наиболее тугоплавким относятся жир говядины и особенно – баранины.

Мясо – обязательный компонент рациона ребенка

Отсутствие или недостаток мяса в питании представляет большую опасность для детей в возрасте до 3 лет. При дефиците животного белка нарушается физическое и психическое развитие ребенка, страдают функции всех органов и систем, снижается иммунитет.

При недостатке жиров нарушаются рост и развитие ребенка, однако избыток жиров в рационе приводит к отложению жира в тканях и развитию избыточной массы тела. Поэтому в питании детей следует использовать нежирные сорта мяса.

1. Микронутриенты мяса
2. Среди минеральных веществ, содержащихся в мясе, особую ценность для ребенка представляет железо, которое находится в легкоусвояемой биологической активной форме (гемовое железо) и усваивается в десятки раз лучше, чем из растительных продуктов.
3. В мясе содержатся цинк, медь, магний, кальций, фосфор, селен, а также витамины группы В и др.

Функция витаминов группы В – стимуляция кроветворения, поддержание иммунитета, усиление синтеза белка. Даже незначительная нехватка витаминов группы В может приводить к нарушению деятельности центральной нервной системы и как следствие к задержке психического и физического развития, возможно появление повышенной утомляемости, головных болей, головокружения, депрессии.

При дефиците витамина В12, который поступает в организм человека преимущественно из мяса, развивается особый вид анемии (пернициозная анемия), а также иммунодефицитные состояния, заболевания желудочно-кишечного тракта.

Пора пробовать!

К концу первого полугодия жизни потребность ребенка в основных и эссенциальных пищевых веществах возрастает. Грудное молоко или молочные смеси уже не могут в полной мере обеспечить его рост и развитие. Поэтому детям в интервале 4 — 6 месяцев начинают вводить продукты прикорма на плодоовощной, зерновой и мясной основе.

Мясное пюре из говядины, телятины, нежирной свинины, конины, мяса ягненка, кролика, индейки, курицы и цыпленка можно давать детям с 6 месяцев.

Введение мясного прикорма предпочтительно начинать с гомогенизированного (самой высокой степени измельчения) мясного пюре промышленного выпуска, затем с 8 мес. вводят пюреобразные, а с 9-10 мес. –крупноизмельченные детские мясные консервы и только ближе к году можно использовать мелко порезанное отварное мясо.

Пюре – в ложках, мясо – в граммах

Мясо вводится в рацион ребенка ежедневно и постепенно. Начинать следует с ¼ чайной ложки гомогенизированного мясного пюре и в течение 7–10 дней довести его количество до 30 г в сутки, к возрасту 8–9 мес. – до 50–60 г, а к году – до 70 г.

• Для того, чтобы выяснить как ребенок переносит тот или иной вид мяса, вначале используют монокомпонентные мясные пюре, затем – поликомпонентные (из разных видов мяса) и комбинированные (с овощами и крупами).
• Детям с аллергией к белкам коровьего молока рекомендуются монокомпонентные гипоаллергенные детские консервы из мяса индейки, кролика, свинины, конины.
• Для детей с анемией предпочтительны мясные продукты с высоким содержанием железа (кролик, конина, телятина, говядина).
• Осторожно: бульоны!

Мясные бульоны оказывают сильное возбуждающее влияние на органы пищеварения и нервную систему, раздражают слизистую желудка, желчный пузырь и желчевыводящие пути, усиливают аллергию, поэтому в питании больных детей не используют. В питании здоровых детей супы на мясном бульоне следует использовать после 1,5–2 лет. До этого возраста супы должны быть вегетарианскими, а мясо или фрикадельки следует отваривать отдельно и потом добавлять в суп.

Чье мясо лучше?

Разнообразные мясные продукты улучшают качество питания детей и развивают их вкусовые восприятия. Ассортимент может быть представлен всеми видами мяса животных и птицы (говядина, тощая свинина, кролик, куры, индейка и др.). Исключение составляет мясо уток и гусей, где количество жира изначально велико и достигает в среднем 30%.

• Говядина – мясо крупного рогатого скота. Слово произошло от древнерусского «говядо», что означает «бык», «вол».
• Телятина – отличается нежным строением мышечных волокон, большим содержанием экстрактивных веществ. В детском питании телятина более предпочтительна, чем говядина, так как содержит меньше соединительнотканных волокон. Следовательно, для термической обработки телятины требуется меньше времени, в мясе сохраняется больше витаминов, и оно легче усваивается.
• Свинина содержит витамины группы В, магний и цинк, которые необходимы для образования костной ткани, хорошего состояния кожи, волос и ногтей. Свиной жир богаче говяжьего полиненасыщенными жирными кислотами и особенно – биологически активной арахидоновой кислотой.
• Баранина – ценный источник белка, витаминов (особенно группы В) и минеральных веществ (в частности, железа и цинка).Наилучшими кулинарными качествами обладает мясо молодых животных. Оно более нежное, мягкое. Содержащийся в нем жир имеет более низкую температуру плавления и, следовательно, лучше усваивается организмом человека.
• Мясо кролика очень полезно. Оно содержит 21% белка и 7–16% жира. В нем мало соединительной ткани и холестерина и много железа. Мышечные волокна имеют более тонкую структуру, что способствует их хорошему перевариванию и усвоению. Белки крольчатины редко вызывает аллергические реакции, поэтому данное мясо относится к продуктам с низкой аллергенностью.
• Конина относится к этой же категории. В ней много белка – 19%, витаминов, железа, мало жира и холестерина, а в жире содержатся незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты.
• В питании детей, наряду с мясом животных, может широко использоваться курятина и индюшатина. Кроме полноценного аминокислотного состава белков, внимания заслуживает жировой состав куриного и индюшачьего мяса: в нем много незаменимых полиненасыщенных жирных кислот – в несколько раз больше, чем в говядине. Мясо птицы богато витаминами группы В, фосфором, железом, цинком. Оно мягкое, поскольку содержит мало соединительной ткани, хорошо переваривается и усваивается.

Про колбасы и сосиски

К мясным продуктам также относят колбасные изделия – колбасы, сосиски, сардельки и пр.

Качество и пищевая ценность этих продуктов значительно ниже натурального мяса, так как они содержат меньше белка (10 – 12%), а калорийность выше, поскольку в них присутствует большое количество жиров, а также соль, специи и пищевые добавки, включая нитриты. В связи с чем, использовать колбасные изделия в питании детей до 3-летнего возраста не рекомендуется.

Вместо колбас в домашних условиях можно приготовить рулет из фарша с яйцами и зеленью, запечь в фольге свинину или говядину. Это будет намного вкуснее и полезнее.