Питание человека состоит из продуктов животного и растительного происхождения. В состав клеток растений и животных входят следующие основные компоненты:
1. Белки; 2. Азотистые вещества небелковой природы; 3. Жиры; 4. Углеводы;5. Витамины; 6. Минеральные вещества; 7. Пищевые волокна; 8. Слизи и Камеди; 9. Органические кислоты; 10. Алкалоиды; 11. Гликозиды; 12. Кумарины и фурокумарины; 13. Дубильные вещества; 14. Жирные масла; 15. Эфирные масла; 16. Смолы; 17. Горечи.
Белки.
Белки, а также некоторые минеральные вещества и вода служат для построения человеческого организма - тела, костей, зубов, крови, кожи и т.д., поэтому их называют строительным материалом.
Белки (или протеины) пищевых продуктов - это полимеры. Они представляют собой весьма сложные высокомолекулярные соединения, состоящие из различных аминокислот, которых насчитывают до 80. Однако в большинстве продуктов содержится 20 аминокислот. Белки состоят из аминокислот (аналогично тому, как алфавит состоит из букв), соединенных в определенной последовательности пептидной связью. Разнообразие белков определяется той или иной последовательностью аминокислот в аминокислотной цепочке (первичная структура белка), дополнительными связями аминокислот внутри полипептидной цепи (вторичная структура) и особенностями пространственного расположения полипептидных цепей (третичная структура).
Различают белки простые (протеины) и сложные (протеиды). Протеины - белки, молекулы которых содержат только белковые компоненты. При полном их гидролизе образуются аминокислоты. Протеидами называются сложные белки, молекулы которых существенно отличаются от молекул протеинов тем, что помимо собственно белкового компонента содержат низкомолекулярный компонент небелковой природы (фосфор или серу).
Любопытно: белок состоит из небольшого количества атомов - углерода, азота, водорода, кислорода. Как писал Ф. Шиллер, не только великий поэт, но и врач:
Силы четыре
Соединяясь,
Жизнь образуют,
Мир создают.
Вот из такого органического набора элементов природа сконструировала миллионы разновидностей белка. Это возможно потому, что основой белка, как и прочих органических соединений, служит углерод, обладающий удивительными свойствами.
Углерод - один из самых "общительных" элементов, он может вступать в связь со многими атомами и их группировками. Обратим внимание еще на одно замечательное свойство углерода. Он непревзойденный мастер выстраивать в цепочку своих партнеров, создавая причудливые композиции из атомов и молекул.
Белок - материал, из которого человеческий организм строит свои собственные ткани. Белки служат основным строительным материалом для организма и составляют 15 - 20 % массы тела (на долю жиров и углеводов в норме приходится до 5 - 6 %). Именно из белков в основном (но не целиком) построены клетки - цитоплазма, органоиды, мембраны. Из кирпичиков белка (состоящего из аминокислот) в соответствии с потребностью организма образуется особый белок, которым как бы инкрустируются наши собственные белки, заменяя наши отмершие клетки новыми. Он служит для обновления клеток мышц, мозга, а также волос, кожи и т.д. В этой функции ничто не может заменить белок. Человеческий белок строится как из белков животного происхождения (белки мяса, молока, сыра, яиц), так и из белков растительного происхождения (белки фруктов и овощей).
Белки также входят в состав гормонов, которые контролируют биохимию роста, развития и обмена веществ; энзимов (ферментов), необходимых для пищеварения и других функций организма, и антител, которые помогают бороться с болезнями.
В организме человека под влиянием ферментов протеиназ и пептидаз белки пищи в основном расщепляются до свободных аминокислот. Это происходит в кишечнике. Однако предварительно организм проводит большую подготовительную работу. В ротовой полости измельченная пища обрабатывается ферментом амилазой, содержащейся в слюне. Амилаза расщепляет углеводы, в том числе углеводы растительной пищи, связанные с белками, что высвобождает белки для последующей обработки. В желудке, где выделяются соляная кислота и пепсин, под влиянием повышенной кислотности и фермента происходят частичная денатурация (изменение третичной структуры) белка и его расщепление на крупные фрагменты. В кишечнике частично гидролизованные белки расщепляются протеазами и пептидазами в основном до аминокислот, которые всасываются в кровь и далее разносятся по всему организму. Одни аминокислоты используются при этом для построения белков организма, другие преобразуются в соединения, участвующие в образовании некоторых важных органических веществ, например нуклеопротеидов, и т.д. Определенная часть аминокислот расщепляется до органических кетокислот, из которых в организме вновь синтезируются новые аминокислоты и затем белки. Эти аминокислоты называют заменимыми. Это : гистидин, глицин, аланин, пролин, гидроксипролин, серин, тирозин, цистин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, аргинин. Однако 8 аминокислот, а именно: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин - не могут образовываться в организме человека из других аминокислот и должны поступать с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми. Заменимые аминокислоты организм может сам для себя "изготовлять", если у него есть для этого условия и соответствующие материалы. Незаменимые же аминокислоты совершенно не могут синтезироваться в организме. И даже если в организме будут присутствовать все аминокислоты, кроме одной незаменимой, собственный белок не будет образовываться.
Вообще в природе нет пищевых белков, которые бы идеально усваивались организмом человека. Ученые считают, что незаменимые аминокислоты триптофан, метионин и лизин в условно идеальном пищевом белке должны соотноситься как 1,0:3,5:3,5. Для белков мяса сельскохозяйственных животных это соотношение составляет 1,0:2,5:8,5; для белков пресноводных рыб - 0,9:2,8:10,1; для белков куриного яйца - 1,6:3,3:6,9; для белков свежего молока - 1,5:2,1:7,4; для белков недробленого пшеничного зерна - 1,2:1,2:2,5.; для белков сои - 1,0:1,6:6,3.
Принято считать, что "самый превосходный" белок содержится в яйцах, а также в материнском молоке. Химический состав белков женского молока наилучшим образом отвечает потребностям детского организма и поэтому является для него самым ценным продуктом питания. Его не следует заменять в грудном возрасте другой пищей.
Ниже дан так называемый аминокислотный показатель, т.е. ценность аминокислот различных белков в сравнении с образцовым белком:
Белки Аминокислотный показатель
Яйцо целиком 100
Женское молоко 100
Свежее коровье молоко 72
Зерно сои 74
Зерно пшеницы 57
Зерно кукурузы 49
Зерно проса 63
Рис полированный 67
Зерно прочих хлебных злаков 53
Организм в качестве пластического ("строительного") материала в состоянии использовать 92 - 100 % белков куриного яйца, 83 - 90 % белков свежего молока, 76 - 90 % белков мяса и рыбы, 75 % белков творога, 60 - 80 % белков изделий из пшеничной муки белки овощей - на 80 % , белки картофеля, хлеба из обойной муки, бобовых - на 70 % .
Белки животного происхождения считаются "полноценными": все они состоят из комбинаций 20 разных аминокислот, а также содержат углерод, водород, кислород и азот, а некоторые из них и серу. Наиболее близки к идеальному белку те животные белки, что содержатся в продуктах, не подвергавшихся тепловой обработке.
Однако соединительно-тканные белки эластин и коллаген, которыми особенно богаты сухожилия и хрящи крупного рогатого скота, пищеварительный аппарат человека не в состоянии расщепить вследствие того, что человеческий организм не вырабатывает соответствующих ферментов.
С растительными белками дело обстоит иначе: в них не хватает либо одной или больше аминокислот, либо их содержится слишком мало. Бывает и так, что имеются все необходимые аминокислоты, но некоторые в недостаточном количестве. Белки из зерна хлебных злаков достаточны для поддержания жизни, но не обеспечивают рост и обновление человеческого организма, так как в них не хватает одной незаменимой аминокислоты - лизина. Рис содержит белок превосходного качества, но, во-первых его слишком мало, а во-вторых, ему также недостает одной аминокислоты. То же самое можно сказать и о картофеле. Так, в белке пшеницы всего лишь около 50 % лизина по сравнению с составом "идеального" белка; в белке картофеля и большинства бобовых не хватает метионина и цистина (около 70 % от оптимального количества).
Плохая усвояемость растительных белков объясняется в значительной степени содержанием в растительных продуктах клетчатки, которая снижает усвояемость и других компонентов пищи (жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ).
При недостатке белков кроме всего прочего нарушаются кроветворение, обмен жиров и витаминов (возникают гиповитаминозы).
Кроме того, белки обладают заметной способностью к детоксикации некоторых ядовитых веществ в результате связывания их в трудноусвояемые комплексы.
Вместе с тем из-за большой реакционной способности белков организм переносит избыток их гораздо труднее, чем многих других пищевых веществ, например, жиров и углеводов. При этом в первую очередь страдают печень и почки. Эти органы увеличиваются в размерах, в них происходят нежелательные изменения.
Постоянное же избыточное потребление белков, особенно животного происхождения, обычно сочетается с повышенным поступлением нуклеиновых кислот и способствует накоплению в организме нуклеиновых кислот и способствует накоплению в организме продукта обмена пуринов - мочевой кислоты. Соли мочевой кислоты могут откладываться в суставных сумках, хрящах и других тканях. В результате увеличивается вероятность заболевания подагрой, заболеваний суставов, мочекаменной болезни с образованием камней. Полезно помнить, что в средние века подагра считалась "профессиональной" болезнью аристократов, потреблявших много мяса.
Кроме того, излишек поглощаемых белков может быть переработан в жир, который скапливается в жировых депо.
Часто чрезмерно заботливые матери сразу после окончания грудного вскармливания (заметим, что грудное молоко содержит всего 0,8 - 1 % белка) переходят к кормлению детей высокобелковыми продуктами - молоком, творогом, яйцами, и это не только излишне ускоряет созревание ребенка, но и способствует ожирению, повышенному риску заболеваний печени и почек и, что очень важно, отрицательно влияет на умственное развитие.
Тепловая кулинарная обработка заметно отражается на качестве, полноте расщепления и утилизации белков. Под воздействием тепла в первую очередь происходят разрушения третичной структуры белка и изменения его некоторых свойств. В растительных белках происходит также частичное разрушение их связей с углеводами. После такой подготовки белки значительно легче подвергаются действию протеолитических ферментов желудка и кишечника и более полно усваивается.
Во многих растительных продуктах (например, в зернобобовых) содержатся ингибиторы протеаз, которые подавляют активность этих пищеварительных ферментов. При тепловой обработке все они почти полностью разрушаются, в результате усвояемость белков заметно повышается.
Вместе с тем при длительной или высокотемпературной тепловой обработке (например, при жарении) часть белков может вступать в реакции с углеводами и другими веществами, присутствующими в пищевых продуктах, вследствие чего образуются так называемые меланоидины, не усвояемые организмом.
Не все аминокислоты белков одинаково реакционноспособны при тепловой обработке. Наиболее легко вступает в реакцию меланоидинообразования лизин – важная незаменимая аминокислота. Относительно неустойчивы к тепловым воздействиям метионин и цистин (важные серосодержащие аминокислоты). Эти аминокислоты весьма чувствительны ко многим видам технологической обработки. Хорошо прожаренный ростбиф теряет 10 % биологической ценности в основном из-за пресловутой красивой корочки (биологическая ценность этой части куска мяса снижается в два раза).
При высоких температурах в молоке, твороге разрушается не только лизин, но и другая малоустойчивая к нагреванию аминокислота - метионин. В результате заметно снижается усвояемость молочного белка - казеина. Только, пожалуй, белки куриного яйца в отличие от белков молочного и растительного происхождения расщепляются и утилизируются быстрее и полнее после их соответствующей и далеко не неограниченной во времени термической обработки.
