Материал: Д6038 Иванченко ОБ Пищевая химия Метод указ к практич занятиям

Практическое занятие 4 Методы оценки качества белка и биологической ценности пищевых продуктов

Белковые вещества составляют значительную часть живых орга­низмов. Они наделены рядом специфических функций, поэтому яв­ляются незаменимыми компонентами рациона пищи человека.

Вещества, которые не синтезируются в организме, но обязательно необходимы для него, называются незаменимыми или эссенциальными. Вещества, легко образующиеся и также необходимые для организма в определенных количествах, называются заменимыми.

Человек испытывает потребность как в общем количестве белка, так и в определенном количестве незаменимых аминокислот. Восемь из 20 аминокислот (валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин и триптофан) относятся к незамени-мым, т. е. они не синтезируются в организме человека и обязательно долж­ны поступать с пищей. Гистидин и аргинин являются обязательными компонентами для молодого растущего организма.

Отсутствие в организме полного набора незаменимых аминокис­лот приводит к отрицательному азотистому балансу, нарушению ско­рости синтеза белка, остановке роста, нарушению деятельности орга­нов и систем. При недостатке хотя бы одной из незаменимых аминокислот в организме наблюдается перерасход белка для обеспе­чения в полном объеме физиологических потребностей в незамени­мых аминокислотах. Избыточные аминокислоты будут неэффективно расходоваться на энергетические цели или превращаться в запасные вещества (жир, гликоген).

Оценка качества белка

Наличие полного набора незаменимых аминокислот в достаточ­ном количестве и в определенном соотношении с заменимыми ами­нокислотами характеризуется понятием «качество» пищевого белка. Качество белка является составной частью определения «пищевая ценность» продуктов, и оценивается оно с помощью биологических и химических методов. Биологическими методами определяют биоло­гическую ценность (БЦ), чистую утилизацию белка (ЧУБ) и коэффи­циент эффективности белка (КЭБ), химическими методами – амино­кислотный скор.

Биологические методы предполагают использование опытов на молодых животных с включением в их рацион исследуемого белка или пищевых продуктов с ним.

Биологическая ценность белка (БЦ). Показатель отражает долю за­держки азота в организме от всего количества всосавшегося азота. Контрольная группа животных получает безбелковый рацион (N_контр), опытная – испытуемый белок. В обеих группах определяется количест­во азота, выделяемого с калом (N_К), мочой (N_M) и потребленного с пи­щей (N_потр).

БЦ = N_контр – N_К – N_М – N_контр

При БЦ, равном 70 % и более, белок способен обеспечивать рост организма.

Чистая утилизация белка (ЧУБ). Данный показатель рассчитывает­ся умножением БЦ на коэффициент перевариваемости белка.

ЧУБ = БЦ – К_пер

Коэффициент перевариваемости изменяется от 65 % для некото­рых растительных белков до 97 % – для белка яиц.

Коэффициент эффективности белка (КЭБ) отражает прирост массы тела на 1 г потребленного белка. Он определяется при 9 % исследуемо­го белка по калорийности в рационе животных. В качестве контроль­ного рациона используется рацион крыс с казеином, КЭБ которого равен 2,5.

Аминокислотный скор белка (АКС). Расчет аминокислотного скора основан на сравнении аминокислотного состава белка пищевых про­дуктов с аминокислотным составом эталонного («идеального») белка. Эталонный белок отражает состав гипотетического белка высокой пи­щевой ценности, идеально удовлетворяющий физиологическую пот­ребность организма в незаменимых аминокислотах. Ами-нокислотный состав такого белка предложен Комитетом ФАО/ВОЗ в 1985 г и пока­зывает содержание каждой из незаменимых аминокислот в 1 г белка (табл. 8).

Скор выражают безразмерной величиной или в процентах:

АКС = (мг АК в 1 г белка) / (мг АК в 1 г этанола) · 100.

Аминокислота, скор которой имеет наименьшее значение, называ­ется лимитирующей. В продуктах с низкой биологической ценностью лимитирующих аминокислот со скором менее 100 % может быть несколько.

Таблица 8

Аминокислотная шкала и суточная потребность в незаменимых аминокислотах в различном возрасте

В таком случае речь идет о первой, второй и третьей лимити­рующей аминокислотах. В качестве лимитирующих аминокислот часто выступают лизин, треонин, триптофан и серосодержащие ами­нокислоты (метионин, цистеин).

Белки злаковых культур (пшеница, рожь, овес, кукуруза) лимити­рованы по лизину и треонину, некоторых бобовых культур – по метионину и цистеину. Наиболее близки к «идеальному» белку белки яйца, мяса, молока.

Биологическая ценность белков в процессе тепловой, механи­ческой, ультразвуковой или других видов обработки, а также транс­портирования и хранения может понижаться, особенно за счет вза­имодействия незаменимых аминокислот (обычно лизина) с другими компонентами. При этом образуются недоступные для переварива­ния в организме человека соединения. В то же время БЦ и АКС белков могут быть повышены путем составления смесей продуктов или добавления недостающих и лабильных незаменимых амино­кислот. Так, например, сочетание белков пшеницы и соевых бобов при определенных соотношениях обеспечивает полноценный на­бор аминокислот.

Цель работы: освоение расчетных методов оценки качества белка, исходя из его аминокислотного состава.

Получив контрольное задание у преподавателя, студенты рассчи­тывают аминокислотный скор белков различных пищевых продук­тов, их смесей, композиций или объектов, подвергнувшихся различным способам и факторам технологической обработки или условиям хранения.

Аминокислотный скор. Приведем пример: по данным аминокислотного состава рассчитать АКС смеси, состоящей из пшеничной муки и со­евого концентрата, взятых в соотношении 70:30.

Из данных, приведенных в табл. 9, видно, что в 100 г пшеничной муки содержится 10,3 г белка и 311 мг треонина, следовательно, 1 г белка пшеничной муки будет содержать:

311/10,3 = 30,19 мг треонина.

1 г белка соевого концентрата по данным табл. 10 содержит 45 мг треонина, следовательно, 1 г смеси, состоящей из пшеничной муки и соевого концентрата, взятых при соотношении 70:30, будет содержать треонина:

0,7 (30,19/1) + 0,3 · (45/1) = 21,1 + 13,5 = 34,6 мг.

Таблица 9

Массовая доля белка и содержание незаменимых аминокислот в продуктах, мг/100г