Курсовая работа: Роль белков в питании человека

Курсовая работа на тему: «Роль белков в питании человека»

Содержание

Введение

1. Характеристики белков

1.1 Виды белков

1.2 Состав и свойства белков

1.3 Обмен белков

1.4 Аминокислоты и их некоторые функции в организме

2. Белки в питании человека

2.1 Основные функции белка

2.2 Содержание белков в некоторых продуктах питания

2.3 Усвояемость белков пищи

2.4 Роль белка в питании определенных групп людей

2.5 Опасность белкового дефицита

2.6 Опасность избытка белка в пищи

Заключение

Список литературы

Введение

Белки - продукты взаимодействия между собой аминокислот. Белки - полимеры, они состоят из огромного количества остатков аминокислот. Свойства белков зависят от последовательности расположения аминокислот, длины и формы цепи. Молекулы белков огромны по сравнению с другими соединениями, в них входят тысячи атомов, и молеку-лярная масса может достигать миллионов. Строение белков очень сложное: первичная структура - определенная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка; вторичная структура - упорядоченное свертывание полипептидной цепи в пространстве при закручивании ее в винтовую спираль за счет водородных связей между карбонильными и аминогруппами; третичная структура обусловлена сшиванием между боковыми цепями аминокислотных остатков; четвертичная структура характеризует распо-ложение в пространстве структурных образований (например, клубков), полученных при создании третичной структуры. Четвертичная структура удерживается как единое целое благодаря нековалентным взаимодействиям между боковыми цепями, как в третичной структуре.

Белки являются главным, наиболее ценным и незаменимым компонентом питания. Это связанно с той огромной ролью, которую они играют в процессах развития и жизни человека. Белки являются основой структурных элементов и тканей, поддерживают обмен веществ и энергии, участвуют в процессах роста и размножения, обеспечивают механизмы движений, развитие иммунных реакций, необходимы для функционирования всех органов и систем организма. 20 % массы тела составляют белки. В течение 5-6 мес. происходит полная замена собственных белков тела человека.

Резервы белков незначительны. Единственным источником их образования в организме являются аминокислоты белков пищи. Поэтому белки рассматриваются как совер-шенно незаменимый компонент питания человека любого возраста. Суточная потребность в высококачественном белке для взрослого человека, согласно рекомендуемому дневному рациону, составляет не менее 90 г. Уменьшение суточной нормы потребления белков при-водит к белковому голоданию и быстрому расстройству здоровья. Симптомами белкового голодания являются вялость, похудание, отеки, поносы, дерматиты, анемия, снижение иммунитета, тяжелые нарушения функции печени и поджелудочной железы.

Когда поступление белка в организм ниже, чем его выведение, развивается состояние отрицательного азотистого баланса.

Длительное состояние отрицательного азотистого баланса характеризуется потерей мышечной массы, когда организм для поддержания жизни начинает использовать внутренние белковые резервы, что представляет непосредственную угрозу жизни и здоровью. Например, снижение мышечной массы сердца может вызвать тяжелые нарушения его функций. Поэтому общим требованием к безопасности низкокалорийных диет является отсутствие состояния отрицательного азотистого баланса и белкового дефицита. Важно не только поступление белков в организм в необходимом количестве, но и их качественный состав. Так как организм использует только аминокислоты, образуемые в результате расщепления пищевых белков, то питательная ценность и качество последних определяются составом и сбалансированностью аминокислот. Пищевые белки должны обеспечивать поступление в организм 20 аминокислот, включая 8 незаменимых (триптофан, лейцин, валин, треонин, лизин, метионин, изолейцин, фенилаланин). Для поддержания нормального обмена веществ необходимо поступление всех аминокислот не только в достаточном количестве, но и в оптимальных пропорциях [1,2].

Целью данной курсовой работы является изучение роли белков в питании человека.

В данной курсовой работе представлены следующие задачи:

1. Изучение общих характеристик белка;

2. Рассмотрение основных функций белка в организме;

3. Ознакомление с содержанием белков в продуктах питания;

4. Исследование влияния на организм избытка и недостатка белка.

1. Характеристики белков

1.1 Виды белков

Белки злаков. Анализируя аминокислотный состав суммарных белков различных злаковых культур с точки зрения состава эталонного белка для питания людей следует отметить, что все они, за исключением овса, бедны лизином (2,2-3,8 %), а за исключением риса и сорго - изолейцином. Для белков пшеницы, сорго, ячменя и ржи характерно относительно небольшое количество метионина (1,6-1,7 мг/100 г белка). Белки пшеницы к тому же содержат недостаточное количество треонина (2,6 %), а белки кукурузы - триптофана (0,6 %). Наиболее сбалансированными по аминокислотному составу являются овес, рожь и рис.

Белки бобовых культур. Основную часть семядолей бобовых культур (сои, гороха, фасоли, вики) составляют запасные белки, являющиеся глобулинами. Кроме того, в семенах содержится небольшое количество альбуминов, которые не являются запасными белками. В качестве самостоятельной группы в семядолях не обнаружены глютелины. Общее содержание белка в бобовых культурах высокое и составляет 20-40 % от общей массы.

Среди бобовых культур в качестве источника пищевого биологически ценного белка наибольшее значение имеют семена сои. С их использованием организовано производство соевой муки (обезжиренной, полужирной и необезжиренной), концентратов и изолятов.

Белки масличных культур. У масличных семян основной запасающей тканью для белков и липидов является паренхима семядолей (подсолнечник, хлопчатник, рапс), эндосперм (семена клещевины, кориандра) или одновременно паренхима семядолей и эндосперм (хлопчатник, лен). Запасные белки сосредоточены в простых алейроновых зернах (семена хлопчатника, рапса, горчицы) и сложных (подсолнечник, клещевина).

Содержание белков в семенах масличных культур составляет 14-37 % на сухое вещество. В семенах подсолнечника белок содержится в количестве 15 %, в ядре - 16-19 %, семенах арахиса - 20-37 %, конопли - 20-22 %, рапсе - 25-26 %, в ядрах клещевины - 18-20 %, в ядрах хлопчатника - 34-37 %. В белках семян масличных культур содержится 10-30 % альбуминов и до 90 % глобулинов.

Белки картофеля, овощей и плодов. Относительно низкое содержание азотистых веществ в картофеле (около 2 %), овощах (1,0-2,0 %) и плодах (0,4-1,0 %) свидетельствует о том, что данные виды пищевого растительного сырья не играют значительной роли в обеспечении белком продуктов питания. Исключение составляет картофель, который, несмотря на невысокое содержание белка, как источник азотистых соединений имеет более существенное значение. Если учесть, что потребление картофеля в среднем составляет 330 г в день, то с данным видом продукта удовлетворяется 6-8 % общей суточной потребности человека в белке. Количество белкового азота в клубнях картофеля обнаруживается в 1,5-2,5 раза больше, чем небелкового, тогда как в овощах и плодах, наоборот - менее 50 % (например, в капусте 40 %, винограде 7 %). Белки картофеля являются биологически ценными белками, так как содержат все незаменимые аминокислоты. По отношению к белкам куриного яйца биологическая ценность белков картофеля равна 85 %, по отношению к идеальному белку - 70 %. Первыми лимитирующими аминокислотами белков картофеля являются метионин и цистеин, второй - лейцин.

Среди овощных культур большим содержанием белка отличаются зеленый горошек (28,3-31,9 %) и сахарная кукуруза (10,4-14,9 % в расчете на сухой вес). Основную долю в зеленом горошке составляют глобулины (вицилин и легулин), в кукурузе - спирторастворимый зеин.

Азотистые вещества картофеля, овощей и плодов имеют существенное значение для формирования питательных и органолептических свойств продуктов (вкуса, аромата, цвета, консистенции), стойкости при хранении и сохранности витаминов. Так, свободные аминокислоты принимают участие в реакциях, связанных с образованием аромата (реакции Майяра), нитраты в избыточных количествах ухудшают стойкость при хранении, а действие, например, пектолитических ферментов к концу созревания плодов обуславливает их размягчение.

Белки мяса и молока. Мясо, молоко и получаемые из них продукты содержат необходимые организму белки, которые благоприятно сбалансированы и хорошо усваиваются. Белки мышечной ткани мяса животных полноценны, по сбалансированности аминокислот говядина, баранина и свинина мало отличаются друг от друга. Белки соединительной ткани и хрящей являются неполноценными. В организме человека и животных белки мышц выполняют сократительную функцию, белки соединительной ткани и хрящей - структурную.

Содержание белка в мясных продуктах колеблется от 11 до 22 %. Главными мышечными белками являются миозин и актин, молекулярная функция которых заключается в обеспечении механизма мышечного сокращения и расслабления при участии АТФ.

Наиболее распространенным белком в животном мире является коллаген - главная макромолекула кожи, сухожилий, кровеносных сосудов, костей, роговицы глаза и хрящей. Он обеспечивает внеклеточную структуру в соединительной животной ткани, существуя не менее чем в пяти различных типах.

Близкий по свойствам к коллагену, в эластичных фибриллах соединительной ткани обнаружен белок эластин, содержащийся в связках и стенках кровеносных сосудов. Этот белок богат глицином, аланином и лизином, но беден пролином. Отличительной особенностью эластина является наличие в его структуре поперечных связей необычного характера.

Молоко - это гетерогенная система, в которой в качестве дисперсной фазы выступают эмульгированные жировые глобулы и коллоидные мицеллы казеина, а в роли дисперсионной среды - раствор белков, лактозы, солей и витаминов. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 3,5 %. Среди них выделяются две основные группы: казенны и сывороточные белки. В молоке содержится более 20 ферментов (ксантиноксидаза, пероксидаза, каталаза, липаза, холинэстераза, б-амилаза, лизоцим, протеаза и др.), а также гормоны (пролактин, окси-тоцин, кортикостероиды, тироксин, трииодтиронин и др.) и белки в составе оболочек жировых шариков. Основными белками молока являются казенны, которые легко перевариваются и являются источниками незаменимых аминокислот, кальция, фосфора и ряда физиологически активных пептидов.

Белки молока характеризуются высокой биологической ценностью, они содержат в избыточных количествах лизин и триптофан с одновременным недостатком серосодержащих аминокислот. Белки сыворотки содержат незаменимые аминокислоты в значительно больших количествах, чем казеин, включая лизин, треонин, триптофан, метионин и цистеин [3].

1.2 Состав и свойства белков

Белки - высокомолекулярные органические вещества, характерными особенностями которых является их строго определенный состав (см. табл. 1).

Таблица 1 Состав белка

Белки вступают во взаимодействие с самыми различными веществами. Объединяясь друг с другом или нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами, они образуют рибосомы, митохондрии, лизосомы, мембраны эндоплазматической сети и другие субклеточные структуры, в которых благодаря пространственной организации белков и свойственной ряду из них ферментативной активности осуществляются многообразные процессы обмена веществ. По своей химической природе белки являются гетерополимерами протеиногенных аминокислот. Их молекулы имеют вид длинных цепей, которые состоят из аминокислот, соединенных пептидными связями.

В самых маленьких полипептидных цепях белков содержится около 50 аминокис-лотных остатков. В самых больших - около 1500.

Число аминокислотных остатков, входящих в молекулы отдельных белков, весьма различно: в инсулине 51, в миоглобине - около 140. Поэтому и относительная молекулярная масса белков колеблется в очень широких пределах - от 10 тыс. до многих миллионов. Меньшая молекулярная масса может быть у простейших ферментов и некоторых гормонов белковой природы. Например, молекулярная масса гормона инсулина около 6500, а белка вируса гриппа - 320 000 000. Вещества белковой природы (состоящие из остатков аминокислот, соединенных между собой пептидной связью), имеющие относительно меньшую молекулярную массу и меньшую степень пространственной организации макромолекулы, называются полипептидами. Провести резкую границу между белками и полипептидами трудно. В большинстве случаев белки отличаются от других природных полимеров (каучука, крахмала, целлюлозы), тем, что чистый индивидуальный белок содержит только молекулы одинакового строения и массы. Исключением является, например, желатина, в составе которой входят макромолекулы с молекулярной массой 12 000-70000.

Растительные белки находят применение в производстве пищевых продуктов в качестве ингредиентов питательной, технологической и лечебно-профилактической значимости благодаря присущим им уникальным функциональным свойствам. Под функциональными свойствами понимают физико-химические характеристики белков, определяющие их поведение при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства. К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии), образовывать гели, пленкообразующая способность, адгезионные и реологические свойства (вязкость, эластичность), способность к прядению и текстурированию. Белки с высокими функциональными свойствами хорошо растворяются в воде, образуют прочные гели, стабильные эмульсии и пены; белки с низкими функциональными свойствами не набухают в воде, не способны образовывать вязкие, эластичные массы, гели, не стабилизируют пены и эмульсии. Некоторые известные белки не попадают под указанные выше закономерности. Так, белки пшеничной клейковины, несмотря на низкую растворимость в воде (2-5 %), образуют структурные коллоидные системы - гели, которые выдерживают нагревание, замораживание и сушку, а белки из отрубей и тритикале с растворимостью 10-20 % обладают высокими жироэмульгирующими и пенообразующими свойствами.