Углеводы. Белки - высокомолекулярные соединения, состоящие из 80 различных аминокислот

Жиры

Белки

Белки - высокомолекулярные соединения, состоящие из 80 различных аминокислот. Они играют важную роль в ферментативных обменных биологических и каталитических процессах, происходящих в организме человека, являясь транспортерами гормонов, разнообразных веществ через клеточные и внутриклеточные мембраны, кислорода, железа, жирных кислот, холестерина в крови и биологических жидкостях.

Благодаря высокой биологической активности белки считаются активными ферментами – биологическими катализаторами и относятся к приоритетным веществам, регулирующим все биологические процессы в организме его иммунитетную систему и активность аппарата наследственности.

Непревзойденным источником метионина является творог, который широко вошел в практику лечебного и профилактики питания. Исследования показали, что добавление в диету 400 г свежего творога весьма положительно сказывалось на сроках выздоровления больных дизентерией, особенно при хронических формах заболевания. Много метионина содержится в яйцах, судаке, крабах, треске, соме, лососе, сельди, севрюге, баранине.

Источниками фениламина, триптофана и лизина являются соевая и гороховая мука, мясо, рыба, нежирный творог, яйца.

Лейцином и изолейцином богата кукурузная мука и рис.

Гистидином богаты соевая и гороховая мука, капуста, творог и мясо.

Одним из наиболее существенных положений, определяющих анаболическую эффективность пищевого белка, является соотношение в нем незаменимых аминокислот.

Питательные свойства белков обычно определяют по химической и биологической ценности (табл.7 -8).

Белки связывают воду, т.е. проявляют гидрофильные свойства. При этом они набухают, увеличивается их масса и объем. Набухание белков сопровождается его частичным растворением.

Студни не обладают текучестью, они упруги, обладают пластичностью, определенной механической прочностью, способны сохранять свою форму.

Таблица 7

Биологическая ценность белка различных пищевых продуктов

Продукты	Биологическая ценность (%)
Яйцо	87 - 100
Рыбная мука	92
Молоко	81 - 92
Печень	79
Говядина	78
Казеин	78
Казеин + Метионин	100
Соевая мука	67
Мясокостная мука	~ 50
Цельное зерно пшеницы	48
Кукурузное зерно	45
Желатин	0

Таблица 8

Ценность белков некоторых пищевых продуктов

Продукт	Химическая ценность, %	Биологическая ценность,%
Материнское молоко	100	95
Яйцо	100	87
Говядина	98	100
Коровье молоко	95	81
Очищенный рис	67	63

Гидрофильные свойства белков, т.е. их способность набухать, образовывать студни, стабилизировать суспензии, эмульсии и пены имеют большое значение в биологии и пищевой промышленности. Гидрофильность белков зерна и муки играет большую роль при хранении и переработке зерна, в хлебопечении. Тесто, которое получают в хлебопекарном производстве, при изготовлении мучных кондитерских изделий представляет собой набухший в воде белок, концентрированный студень, содержащий зерна крахмала.

Денатурация белков – сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических агентов и ряда других факторов) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структуры белковой макромолекулы, т.е. ее нативной пространственной структуры. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка не меняется. При денатурации изменяются физические свойства белка, снижается растворимость, способность к гидратации, теряется его биологическая активность. Меняется форма белковой макромолекулы, происходит агрегирование. В то же время увеличивается активность некоторых химических групп, облегчается воздействие на белки протеолитических ферментов, а следовательно, он легко гидролизуется.

Белки способны образовывать пены. В качестве пенообразователей они широко используются в кондитерской промышленности (пастилы, зефира, суфле). Структуру пены имеет хлеб, и это влияет на его органолептические свойства.

Белок наиболее важный компонент пищи человека. Основные источники пищевого белка: мясо, молоко, рыба, продукты переработки зерна, хлеб, овощи (табл.1).

По данным ФАО, нормы потребления белка составляют 12-15% общей калорийности суточного рациона человека, или 90-100 г, в том числе 60-70% белка животного происхождения. Мировое производство животного пищевого белка в 4 раза меньше его потребности. Ежегодный дефицит пищевого белка в нашей стране составляет 1,6 млн.т. Отмечено снижение объемов потребления белка на 7%, в том числе животного – на 18%.

Под рациональным питанием понимают не только обеспеченность организма достаточным количеством энергии, белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов, воды но и поступление этих веществ в определенных сбалансированных по отношению друг к другу количествах. Например, рекомендуемое соотношение между белками, жирами и углеводами 1:1:4, между растительными и животными жирами 1:3, между кальцием и фосфором 1: (0,5-1,8), между белками и витамином С1:1000. необходимое суточное потребление незаменимых аминокислот варьирует от 0,5 г (для триптофана) до 4-5 г (для лейцина, фенилаланина, лизина).

Содержание белка в соке колеблется в широких пределах – от 10 до 300 мг/л.

В общем пищевом рационе за счет белков должно обеспечиваться примерно 12-15% калорийности пищи. При большой физической нагрузке нормы потребления белков для мужчин возрастают на 10-15%, для женщин и студентов нормы на 15-20% меньше, чем для мужчин. Избыток белков необходим для обеспечения дополнительных затрат организма, связанных с физическими и нервными нагрузками, неблагоприятными воздействиями внешней среды.

Ориентировочно биологическая ценность белков может быть выражена в виде следующей шкалы. Если белки молока, содержащие все незаменимые аминокислоты, применять за 100, то биологическая ценность мяса и рыбы выразится числом 95, картофеля – 80, гороха – 55, пшеницы – 50, риса – 58, ржаного хлеба – 75.

Таблица 9

Содержание белка в основных пищевых продуктах

Продукты	Белок, г/100 г съедобной части	Продукты	Белок, г/100 г съедобной части
Говядина	19-22	Сыры плавленые	8-22
Баранина	16-21	Пшеница	11-13
Свинина	12-20	Горбуша	21
Печень говяжья, свиная	18-19	Горох, фасоль	20-21
Куры	18-21	Соя	34-35
Утки	16-17	Творог нежирный	18
Гуси	15-17	Сыры (твердые)	23-30
Яйца куриные	12-13	Хлеб из ржаной муки	6-7
Карп, минтай, треска	16	Хлеб из пшеничной муки	8-9
Судак, ставрида, кальмар	18	Лук репчатый, морковь красная, перец красный, редис, свекла	1,2-1,5
Мойва	13	Яблоки, груши, виноград	0,4-0,6
Сельдь атлантическая, сардина	19	Земляника садовая, апельсины, абрикосы, персики, арбуз	0,7-0,9
Рожь, овес, ячмень, гречиха, кукуруза	10-11	Масло коровье (крестьянское, сливочное несоленое, диетическое)	0, 10-125-0,8
Икра осетровая, кетовая	29-32	Макаронные изделия
Молоко коровье (сырое), кефир, простокваша	3	Капуста белокочанная, картофель	1,8-2,0

Более полное представление о биологической ценности любого конкретного белка, определенной химическим методом, сводится к сопоставлению его аминокислотного состава с идеальной шкалой аминокислот – расчет аминокислотного скора.

Один грамм идеального белка по шкале ФАО/ВОЗ содержит (мг): изолейцина 40, лейцина 70, лизина 55, метионина и цистита 35, фенилаланина и тирозина 60, треонина 40, триптофана 10, валина 50.

Жиры – это группа органических соединений, в состав которой входят жиры и жироподобные вещества (стеарины, фитостерины и фосфолипиды).

Жиры состоят из глицерина и жирных кислот, которые могут быть насыщенными (пальмитиновая, стеариновая, масляная, капроновая и др.) и ненасыщенными (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая). Линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты относятся к полиненасыщенным жирным кислотам. Арахидоновая кислота синтезируется в организме из линолевой, являющейся незаменимым компонентом питания.

Минимальная суточная потребность взрослого человека в линолевой жирной кислоте составляет 2-6 г, что содержится в 10-15 г растительного масла.

По своей калорийности жиры почти в 2,5 раза превосходят углеводы. Вместе с жирами овощей в организм поступают жирорастворимые витамины, а также биологически важные фосфолипиды (лецитин, холин).

Особую роль среди жировых продуктов медики отводят стеаринам, среди которых наиболее изучен холестерин.

В растительных маслах холестерина нет, они содержат фитостерины, обладающие биологической активностью и способствующие нормализации жирового и холестеринового обмена.

Представителями липидов являются пищевые жиры и масла, которые содержатся в сливочном масле, маргарине, салатных маслах, кулинарных жирах, лярде.

Источником растительных масел являются семена растений, главным образом, культивируемых видов. Значительную долю пищевых масел составляют соевое и рапсовое масло.

Растительные жиры и масла являются обязательным компонентом пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком ряда необходимых для него веществ (непредельных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов), т.е. они являются незаменимыми факторами питания, определяющими его биологическую и энергетическую эффективность. Рекомендуемое содержание жира в рационе человека (по калорийности) составляет 30-33%; для населения южных зон нашей страны рекомендуется – 27-28%, северных – 38-40% или 90-107 г в сутки, в том числе непосредственно в виде жиров 45-50 г.

В составе пищевых продуктов различают видимые жиры (растительные масла, животные жиры, сливочное масло, маргарин, кулинарный жир) и невидимые жиры (жир в мясе и мясопродуктах, рыбе, молоке и молочных продуктах, крупе, хлебобулочных и кондитерских изделиях). Это, конечно, условное деление, но оно является общепринятым.

Наиболее важные источники жиров в питании – растительные масла. В рафинированных маслах содержание жира составляет – 99,7-99,8%, сливочном масле – 61,5-82,5%, маргарине – до 80,0%, комбинированных жирах – 50-72%, кулинарных жирах – 99%, молочных продуктах – 3,5-30%, некоторых видах кондитерских изделий: шоколаде – 35-40%, отдельных сортах конфет – до 35%, печенье – 10-11%; крупах (гречневой – 3,3%, овсяной – 6,1%); сырах – 25-50%, продуктах из свинины и колбасных изделий – 10-23%. Часть этих продуктов является источником растительных масел (растительные масла, крупы), другие – животных жиров.

Таблица10

Экспериментальные данные, позволяющие оценить вид жира и его качество

Жиры и масла	Содержание и состав жирных кислот, %	Характеристика
насыщенных	ненасыщенных	основных	Температура застывания, ^0С	Число омыления	Йодное число
масла
Соевое	14 - 20	75 - 86	С^218 46 - 65	-18	191 - 193	120 - 140
Хлопковое	22 - 30	75 - 76	С^218 45 - 56	2 - 4	191 - 198	101 - 116
Подсолнечное	10 - 12	до 90	С^218 46 - 76	16 - 18	186 - 194	119 - 136
Рапсовое	2 - 6	94 - 98	С^118 6 - 44	0 - 10	167 - 181	94 - 103
Оливковое	9 - 8	82 - 91	С^118 70 - 82	0 - 6	185 - 200	72 - 89
Какосовое	до 90	10	С^012 44 - 52	16 - 25	251 - 264	7 - 12
Пальмовое	44 - 57	43 - 56	С^016 39 - 47	31 - 41	196 - 210	52 - 58
Масло какос.	58 - 60	40 - 42	С^118 23 - 25	21 - 27	192 - 196	34 - 36
Льняное	6 - 9	91 - 94	С^318 41 - 60	18 - 27	191 - 195	175 - 190
животные жиры
Говяжий	45 - 60	43 - 52	С^118 24 - 29	30 - 38	190 - 200	32 - 47
Бараний	52 - 62	38 - 48	С^018 25 - 31	32 - 45	192 - 98	31 - 46
Свиной	33 - 49	48 - 64	С^118 25 - 32	22 - 32	193 - 200	46 - 66
Китовый	10 - 22	48 - 90	-	-	181 - 193	100 - 161

Среди продуктов питания наиболее богаты полиненасыщенными кислотами растительные масла, особенно кукурузное, подсолнечное, соевое. Содержание в них линолевой кислоты достигает 50-60%, значительно меньше ее в маргарине – до 20%, крайне мало – в животных жирах (в говяжьем жире – 0,6%). Арахидоновая кислота в продуктах питания содержится в незначительном количестве, в растительных маслах ее практически нет. В наибольшем количестве арахидоновая кислота содержится в яйцах – 0,5%, субпродуктах – 0,2-0,3%, мозгах – 0,5%. В настоящее время считают, что суточная потребность в линолевой кислоте должна составлять 6-10 г, минимальное ее содержание 2-6 г, а ее суммарное содержание в жирах пищевого рациона – не менее 4% от общей калорийности. Состав жирных кислот липидов пищевых продуктов, предназначенных для питания организма, должен быть сбалансированным: 10-20% полиненасыщенных, 50-60% мононенасыщенных и 30% насыщенных, часть из которых должна быть со средней длиной цепи. Это обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных и 2/3 животных жиров.

Важной группой липидов в питании являются фосфолипиды, участвующие в построении клеточных мембран и транспорте жира в организме. Они способствуют хорошему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени. Общая потребность человека в фосфолипидах составляет до 5-10 г в сутки.

Из стеаринов важное физиологическое значение имеет холестерин, при повышении уровня содержания которого в крови, опасность возникновения и развития атеросклероза возрастает. Содержание холестерина в яйцах, составляет 0,57%, сливочном масле – 0,2-0,3%, субпродуктах – 0,2-0,3%.Суточное его потребление с пищей не должно превышать 0,5 г.

Растительные жиры являются единственным источником витамина Е и бета каротина, животные жиры – витаминов А и D.

Углеводы – это вещества, имеющие первостепенное биохимическое значение для жизни человека.

Углеводы – органические вещества, состоящие из углерода и воды. Общая формула углеводов .

Они подразделяются на простые или моносахариды, неспособные к гидролизу, и сложные углеводы, гидролизующихся на ряд простых. По числу атомов углерода углеводы классифицируют на тетроды, пентоды, гексоды и т.д., а по химическому строению – на многоатомные альдегидо- и кетоноспирты (альдозы и кетозы). Наибольшее значение для питания имеют гексоды.

Сложные углеводы по количеству получающихся при гидролизации простых углеводов подразделяются на дисахариды, трисахариды и т.д. и полисахариды, образующие при гидролизе много атомов простых углеводов.

Полисахариды представлены гомополисахаридами, которые образуют при гидролизе смесь простых углеводов и их производных.

Моносахариды являются основным источником энергии в организме.

Важнейшим представителем моносахаридов является глюкоза (С₆Н₁₂О₆), активно участвующая в важнейшем энергетическом процессе в организме – процессе гликолиза. Постоянный источник глюкозы в организме – гликоген.

Глюкозу также называют виноградным сахаром, так как она содержится в большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и в других сладких плодах, а также в разных частях растений. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала и является источником энергии для организма.

В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар, которая содержится в основном в сладких плодах и меде. Она входит в состав сложных сахаров, например, тростникового и свекловичного.

Важнейшие дисахариды – сахароза, мальтоза, лактоза. Все они являются изомерами и имеют формулу С₁₂Н₂₂О₁₁, однако их строение различно.

По отношению к окислителям дисахариды делят на два типа: восстанавливающие и не восстанавливающие. К первому относятся мальтоза и лактоза, которые реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и могут восстанавливать гидроксид меди (II) до оксида меди (I); ко второму – сахароза, которая не реагирует с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра.

Приоритетная роль из вышеуказанных дисахаридов отводится сахарозе, являющейся одним из главных углеводов в организме человека.

Сахароза не обладает редуцентными свойствами, поэтому она устойчива к действию щелочей, но гидролизуется под влиянием кислот и ферментов сахароза с образованием D-глюкозы и D-фруктозы.

Индусы еще за 300 лет до нашей эры умели получать тростниковый сахар из тростника. В середине XVIII века дисахариды были обнаружены и в сахарной свекле, а в середине XIX века был получен в производственных условиях. В настоящее время сахарозу получают из тростника, произрастающего в тропиках (на о.Куба и в других странах Центральной Америки).

В сахарной свекле содержится 12-20% сахарозы, сахарном тростнике ее содержание составляет 14-26%.

Свекловичный сахар широко применяется в пищевой промышленности, кулинарии, приготовлении вин, пива и т.д.

Другой представитель дисахаридов – лактоза (молочный сахар). Она состоит из остатков галактозы и глюкозы. Значение лактозы очень велико, т.к. она является важным питательным веществом.

В молоке лактоза содержится в довольно значительном количестве, например, в коровьем молоке ее содержание составляет от 2 до 8%.

Мальтоза – это промежуточный продукт при гидролизе крахмала. По другому ее называют солодовый сахар, поскольку она получается из крахмала при действии солода. Мальтоза содержится в проросших семенах хлебных злаков. Она также образуется при неполном гидролизе крахмала.

Молекулы полисахаридов (С₆Н₁₀О₅)_n можно рассматривать как продукт полконденсации моносахаридов. Важнейшие природные полисахариды – это крахмал и целлюлоза.

Основным источником полисахаридов является крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n. Крахмал – основной резервный полисахарид растений.

Крахмал является основной частью важнейших продуктов питания. Калорийность крахмала – 4,2 ккал/г. Зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля – 15-20%.

Крахмал – это ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме. Кроме того, чистый крахмал применяется в пищевой промышленности в производстве кондитерских и кулинарных изделий, колбас.

Другим представителем полисахаридов является целлюлоза. Она является природным полимером. Макромолекула целлюлозы состоит из многих остатков молекулы глюкозы. Она образуется в растениях при реакции фотосинтеза и является основной частью оболочки растительных клеток; ее название происходит от слова «целлула» клетка.

Дата добавления: 2015-04-24