Роль белков в организме человека
Белки в организме играют очень важную и незаменимую роль.
- Они используются для построения новых и восстановления изношенных клеток и тканей (без их участия рост, развитие организма, обновление тканей, устойчивость к заболеваниям, заживление ран невозможны).
- Являются основным компонентом крови, лимфы и молока.
- Являются частью иммунных тел, ферментов, катализирующих биохимические изменения, и жидкостей организма.
- Участвуют в регулировании артериального давления и поддержании кислотно-щелочного баланса.
- Действуют как переносчики некоторых витаминов и минералов.
- Сжигаясь, они снабжают организм энергией (1 г белка = 4 ккал).
Классификация белков в составе молока
Если вас интересуют пищевые вещества, которые входят в состав молока, то наибольшую ценность среди них представляют белки, относящиеся к высокомолекулярным соединениям. Строительным материалом белков являются аминокислоты, скрепленные между собой пептидными связями.
В молоке содержится 2,8–3,6 % белков. Последние имеют различное строение, физико-химические свойства, биологические функции. Изначально они были призваны обеспечить нормальное развитие и рост теленка, сегодня же стали играть немаловажную роль в питании человека.
Молочные белки входят в группу казеинов или сывороточных белков. Первые составляют 75–85 % от общего содержания белков. Тогда как остальные 15–22 % – это сывороточные белки, то есть глобулины и альбумины. Оба типа не относятся к гомогенным, наоборот, в их состав входит целая смесь различных белков.
Таблица 1. Классификация и основные показатели белков молока.
Белок | Содержание в обезжиренном молоке, г/100 мл | Молекулярная масса | Изоэлектрическая точка, рН |
Казеины: | |||
αs1-казеин | 1,2–1,5 | ~23 000 | 4,44–4,76 |
αs2-казеин | 0,3–0,4 | ~25 000 | — |
χ-казеин | 0,2–0,4 | ~19 000 | 5,45–5,77 |
β-казеин | 0,9–1,1 | ~24 000 | 4,83–5,07 |
Сывороточные белки: | |||
β-лактоглобулин | 0,2–0,4 | ~18 000 | 5,1 |
α-лактальбумин | 0,06–0,17 | ~14 000 | 4,2–4,5 |
Альбумин сыворотки крови | 0,04 | ~66 000 | 4,7–4,9 |
Иммуноглобулины | 0.04–0,09 | 150 000–1 000 000 | 5,5–8,3 |
Лактоферрин | 2–35 или 10–30 | 76 500 | – |
В основе данной классификации веществ, входящих в состав молока, лежит схема, созданная Комитетом по номенклатуре и методологии молочных белков Американской научной ассоциации молочной промышленности.
Рекомендуем
«Производство молока в России: проблемы, перспективы, статистика» Подробнее
Говоря о белках, нужно упомянуть ферменты, ряд гормонов, например, пролактин, и белки оболочек жировых шариков.
На сегодняшний день ученым известны биологические функции практически всех белков, которыми богат интересующий нас продукт. Так, казеины являются непосредственно пищевыми белками, ведь без дополнительной обработки отлично расщепляются пищеварительными протеиназами. Тогда как обычным глобулярным белкам для этого необходимо пройти процесс денатурации.
Казеины сворачиваются в желудке новорожденного, образуя сгустки высокой степени дисперсности. Они играют роль важных источников кальция, фосфора и магния, большого перечня физиологически активных пептидов. Так, за счет частичного гидролиза χ-казеина из-за реакции с химозином в желудке освобождаются гликомакропептиды. Они отвечают за регуляцию процесса пищеварения, а именно поддерживают необходимый уровень желудочной секреции. Считается, что физиологическая активность свойственна и растворимым фосфопептидам, появляющимся в результате гидролизе β-казеина.
Перечисляя то, что входит в состав молока, нельзя не упомянуть сывороточные белки, ведь они выполняют не менее важные биологические функции. Иммуноглобулины защищают организм, будучи носителями пассивного иммунитета. Лактоферрин и лизоцим, являющиеся ферментами молока, имеют немаловажные антибактериальные свойства.
Также лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную функцию, а именно помогают железу, витаминам и другим важным элементам попасть в кишечник новорожденного. Сывороточный белок α-лактальбумин имеет регуляторное действие и обеспечивают синтез лактозы. В-лактоглобулин считается ингибитором фермента плазмина.
Питаемся правильно
Дабы в организм поступало достаточное количество молочного белка, имеет смысл строить свою диету соответствующим образом. Следует помнить, что нехватка аминокислот особенно негативно сказывается на детях – новорожденных, грудничках. И все же взрослое население планеты, сталкиваясь с недостатком главнейших элементов в пище, теряет прежнее здоровье.
Наиболее велика концентрация казеина в молоке коров, коз. На сто граммов продукта приходится около 0,8% белка. Немногим отстают буйволы – концентрация порядка 0,6 %, лошади и овцы (полпроцента). Хорошим источником казеина, а вместе с ним аминокислот могут стать сыры чеддер, гауда, состоящие на 0,3 % из белка, и свежие сыры типа брынзы и моцареллы, в которых казеина лишь немногим меньше – 0,26 %. Не следует пренебрегать и творогом, другими видами сыра, молочной сывороткой. Последняя, если она не во вкусе человека в чистом виде, может потребляться в продуктах, которые на ней изготавливают. Это различные йогурты, молочные напитки, в том числе привычная ряженка.
Состав и полезные свойства протеинов
Что такое протеины с точки зрения биохимии? Это высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот, соединённых пептидной связью. Все белковые соединения, производимые организмом, получаются из базовых аминокислот. В составе протеинов задействовано 22 аминокислоты, 10 из которых незаменимы.
Выделяют такие виды протеиновых смесей:
- быстрые (сывороточные, молочные, яичные) – усваиваются почти сразу после приема, выделяя большое количество питательных веществ; сюда относят яичные и сывороточные протеины, их рекомендуют употреблять утром и между тренировками не менее 5-6 раз в день;
- медленные (казеиновые, соевые) – чаще всего используют казеиновый протеин перед сном, в длительных перерывах между употреблением пищи, чтобы сохранить достигнутый тренировочный эффект, а также для замены обычного питания.
Потребность организма в протеинах напрямую связана с его физической формой и активными занятиями. Чем больше человек двигается или прикладывает усилий, тем быстрее происходят все биохимические реакции в организме. В период интенсивных тренировок протеиновых смесей требуется в два раза, чем при обычном режиме занятий.
Для определения ежедневного количества советуют брать протеины из расчёта 2 г белка на 1 кг массы тела, это примерно 180-200 г для мужчин, 100-120 г для женщин. Специалисты утверждают, что половину белковой нормы можно заменять протеиновыми смесями.
Протеиновые смеси размешивают в воде, в соке или добавляют в молочные продукты. За один приём можно употреблять 40-50 г протеина без опасения за здоровье. В сутки необходимо 3-4 порции в зависимости от веса и тренировочных нагрузок. Протеиновые смеси служат в качестве добавки или полностью заменяют один приём пищи, чтобы уменьшить аппетит. Пригодятся и тем, кто старается похудеть, уменьшить количество жировых отложений, и тем, кто наращивает мышечную массу.
При наборе мышечной массы
При увеличении мышечной массы белков в рационе должно быть меньше, чем углеводов, поскольку необходим повышенный запас энергии. При этом необходимо тренироваться 3 раза в неделю с высокой нагрузкой, питаться 5 раз в день белковыми высококалорийными продуктами и употреблять «медленные» протеины. Для поддержания мышечного тонуса рекомендуется тренироваться 2 раза в неделю, питаться 3-4 раза с нормальным соотношением БЖУ.
При похудении и снижении веса
При снижении веса ограничено количество углеводов – по этой причине организм вынужден тратить запасы жира. Усвоение протеинов в повышенном количестве требует значительных энергозатрат, которые компенсируются при расходовании жировых отложений. Таким образом, организм получает необходимое питание и силы для тренировок.
При похудении рекомендуют тренироваться 3 раза в неделю со средней нагрузкой, питаться 5 раз в сутки, употребляя белковые низкокалорийные продукты и «быстрые» протеиновые смеси. Одновременное похудение и увеличение мышечной массы невозможно, необходимо сначала «согнать жиры», похудеть, а потом наращивать мышцы.
Казеин: по-научному, но доступно
Если рассматривать белок с точки зрения науки, можно отметить, что это фосфопротеин. Термин обозначает, что молекула казеина содержит фосфорную кислоту, связанную оксиаминокислотами. Такое соединение комбинируется с треонином, серином, и это дает сложный эфир.
Связь с содержащимся в продукте кальцием дает казеину активность, и соединение именуют фосфаткальциевым комплексом. Определенный процент белка представлен солями кальция, которые именуют казеинатом. Именно он вступает в активное взаимодействие с молочной кислотой, что дает по итогам реакции молочнокислый кальций, а вместе с ним – уже упомянутый казеин, обычно в такой реакции выступающий осадком.
Известны три основные формы казеина, получившие наименования альфа, бета, гамма. Между собой их отличают, оценивая, как много фосфора содержится в соединении. В альфа-варианте этого компонента порядка 1 %, а в гамма – уже в 10 раз меньше. Именно альфа-форма казеина считается основной, ее концентрация – около 85 % белка. В процессе свёртывания она становится сгустком, а вот бета и гамма сохраняют жидкое состояние.
Польза и вред каждого вида
Странно говорить о вреде или пользе какого либо вида белка, но некоторые нюансы упомянуть следует. Дело в том, что наш организм в результате эволюции приспособился к употреблению только определенных протеиновых структур.
В первую очередь это касается растительных белков и, в частности, соевых продуктов. Соевый белок имеет в своем составе аминокислоты, которые организм превращает в фитоэстрогены. Эти соединения приводят к замедлению роста силовых показателей, появлению жировых отложений по женскому типу, а при длительном употреблении могут вызвать гинекомастию.
Но это не значит, что не нужно есть растительные белки – достаточно правильно подбирать источники и ограничивать общее потребление 15-20% от общего белка.
С животным белком, к сожалению, тоже не все в порядке. Белок, содержащийся в красном мясе, имеет в своей структуре Д-карнитин и другие транспортные аминокислоты. При попадании их в организм вместе с жировыми тканями, они экстрагируют из них вредный и полезный холестерин. Первый быстро метаболизируется в холестериновые бляшки, которые крайне отрицательно влияют на здоровье артериальных сосудов. Такие отложения особенно опасны для атлетов старше 35 лет.
Рецепты для здорового питания
Запеченная брюссельская капуста с беконом и сыром
- 4,2 г Белки
- 6,1 г Жиры
- 9,3 г Углеводы
- 120.1 kcal
30-40 мин.
- #бекон
- #брюссельская капуста
- #второе блюдо
- #запекание
- #зелень
- #лимон
- #низкокалорийное
- #обед
- #овощи
- #сыр
- #ужин
Другие рецепты
Пищевая ценность белков животного и растительного происхождения
В зависимости от пищевой ценности различают:
- полноценные белки;
- частично дефектные белки;
- дефектные белки.
Полноценные белки
Полноценные белки включают те, которые содержат все необходимые (экзогенные) аминокислоты в пропорциях, обеспечивающих их максимальное использование для синтеза белков собственного тела для роста молодых организмов и поддержания баланса азота у взрослых.
Это белки животного происхождения, такие как:
- молоко и продукты из него;
- мясо животных и продукты из них;
- рыба;
- птица и яйца (кроме желатина и фибрина – белков, бедных триптофаном).
Белки животного происхождения
Частично дефектные белки
Частично дефектные белки – это те, которые могут даже содержать все незаменимые аминокислоты, но некоторые из них находятся в недостаточном количестве, и поэтому их достаточно для поддержания жизни, но не для роста организма. Например, зерновые белки со слишком низким содержанием лизина.
Дефектные белки
Большинство растительных белков менее питательны, поскольку содержат меньше лизина, триптофана, метионина и валина. Дефектные белки растительного происхождения, содержат очень мало незаменимых аминокислот или вообще не содержат хотя бы одну незаменимую аминокислоту, не полностью используются для синтеза белков организма и не обеспечивают оптимальный рост молодых организмов или поддержание азотистого баланса у взрослых, часто даже не достаточного для поддержания жизни (например, желатин).
Только белок соевых бобов и других бобовых, а также орехов имеет относительно высокую пищевую ценность, но они не могут заменить 100% полезного животного белка, например, молочного белка. Однако степень биологической ценности растительных белков очень разнообразна. Биологическая ценность диетического белка измеряется содержанием в нем экзогенной аминокислоты, которое является самым низким; содержание этой аминокислоты определяет правильный синтез белка в организме.
Спорт и молочный белок
Далеко не все спортсмены близки к науке, но все они знают, что без молочных белков невозможно нормальное развитие тканей тела, а значит, важно следить за содержанием этих веществ в питании, чтобы спортивная карьера была успешной. В то же время обилие спортивного питания, представленного на рынке, не позволяет действительно успешно решить проблему с нехваткой белка в рационе спортсмена
Чтобы избавиться от подобных неприятностей, стоит уделить особенное внимание составу специальных продуктов, представленных на магазинных полках
На многих упаковках лаконично указано «протеин» — без расшифровки, какого рода белок содержится внутри. Наиболее быстро усваивается сывороточный белок, но в дешевой продукции его обычно подменяют концентратом молочной сыворотки. Ее врачи рекомендуют по возможности избегать – продукт довольно бесполезный, зато провоцирует проблемы с пищеварением
Специалисты по спортивному питанию советуют особенное внимание уделять казеину, в продаже в специализированных магазинах представленному в виде концентрата. Он довольно быстро и легко усваивается, длительное время обеспечивает человека аминокислотами и считается универсальным
Многие сходятся во мнении, что именно этот творожистый белок наиболее полезен для спортсменов
Но, опять же, важно не перегнуть палку, при потреблении излишне объемных порций специального питания высока вероятность отравления
Молоко и молочный белок
Со всеми теми, кто не готов признать ценность и важность животных белков, а частности, молочного, готова поспорить сама природа. Чем питается новорождённый младенец, без чего ему практически невозможно выжить? Правильно, это материнское молоко
В его составе – молочный белок, необходимый ребенку для полноценного развития и роста. Конечно, можно перевести малыша на искусственные смеси (на которые у многих аллергия, поэтому сделать задуманное будет непросто), да только вот никакое изготовленное промышленностью питание не может сравниться по качеству с природным продуктом.
Мода на вегетарианство, особенно популярная в последние годы, призывает многих исключить из пищи все продукты животного происхождения, в том числе молоко и его производные. Насколько это разумное решение, каждый человек думает сам. В то же время многие ученые сходятся во мнении, что продукты, содержащие молочный белок, исключать из пищи нельзя.
Аминокислотный состав белков молока
В молочных белках есть практически все аминокислоты, свойственные любым другим разновидностям белков.
Таблица 2. Аминокислотный состав белков молока
Аминокислоты | Сокращенные обозначения | Содержание в белках молока, % | |||||||
В казеине | В β-лакто-глобулине | В α-лактальбумине | В иммуноглобулине G | В альбумине сыворотки крови | |||||
В целом | В том числе по фракциям | ||||||||
α-казеин | χ-казеин | β-казеин | |||||||
Незаменимые: | |||||||||
Валин | Вал | 7,2 | 5,6 | 5,1 | 10,2 | 5,8 | 4,7 | 9,6 | 12,3 |
Изолейцин | Иле | 6,1 | 6 | 6,14 | 5,5 | 6,1 | 6,8 | 3,1 | 2,6 |
Лейцин | Лей | 9,2 | 9,4 | 6,08 | 11,6 | 15,6 | 11,5 | 9,1 | 12,3 |
Лизин | Лиз | 8,2 | 8,7 | 5,76 | 6,5 | 11,4 | 11,5 | 9,1 | 12,3 |
Метионин | Мет | 2,8 | 3 | 1 | 3,4 | 3,2 | 1 | 1,1 | 0,8 |
Треонин | Тре | 4,9 | 2,5 | 6,64 | 5,1 | 5,8 | 5,5 | 10,1 | 5,8 |
Триптофан | Три | 1,7 | 2 | 1,05 | 0,83 | 1,9 | 7 | 2,7 | 0,7 |
Фемилаланин | Фен | 5 | 5,6 | 4,07 | 5,8 | 3,5 | 4,5 | 3,8 | 6,6 |
Заменимые: | |||||||||
Аланин | Ала | 3 | 3,4 | 5,41 | 1,7 | 7,4 | 2,1 | — | 98 |
Аргинин | Арг | 4,1 | 4,4 | 4 | 3,4 | 2,9 | 1,2 | 3,5 | 122 |
Аспарагиновая кислота | Асп | 7,1 | 8,45 | 7,3 | 4,9 | 11,4 | 18,7 | 9,4 | 218 |
Гистидин | Гис | 3,1 | 3,3 | 1,67 | 3,1 | 1,6 | 2,9 | 2,1 | 90 |
Глицин | Гли | 2,7 | 3 | 1,31 | 2,40 | 1,4 | 3,2 | — | 47 |
Глутаминовая кислота | Глу | 22,4 | 23,6 | 17,35 | 23,2 | 19,5 | 12,9 | 12,3 | 717 |
Пролин | Про | 22,3 | 8,2 | 8,78 | 16 | 4,1 | 1,5 | — | 302 |
Серин | Сер | 6,3 | 7,4 | 7,4 | 3,2 | 3,8 | 5,4 | — | 186 |
Тирозин | Тир | 6,3 | 7,4 | 7,4 | 3,2 | 3,8 | 5,4 | — | 184 |
Цистеин + цистин | Цис | 0,34 | – | 1,4 | — | 3,4 | 6,4 | 3 | 6 |
Нужно понимать, что в состав белков молока входят и циклические, и ациклические аминокислоты, то есть нейтральные, кислые и основные, при этом среди последних большая доля приходится именно на кислые. Физико-химические свойства белков зависят от количества отдельных групп аминокислот. А этот показатель во многом связан с породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лактации, временем года и другими особенностями.
Если сравнивать молочные белки с глобулярными белками других пищевых продуктов, то первые включают в себя больше лейцина, изолейцина, лизина, глутаминовой кислоты, также серина и пролина, при этом в них меньше цистеина. В то время как сывороточные белки отличаются большой долей серосодержащих аминокислот.
Рекомендуем
«Правила приемки молока: критерии оценки сырья» Подробнее
С точки зрения количества и соотношения незаменимых аминокислот, белки молока считаются биологически полноценными. Особенно ярко это прослеживается у сывороточных белков.
Казеин
Основной белок молока казеин (казеиноген) представляет собой фосфопротеин, в молекуле которого фосфор в виде фосфорной кислоты связан с оксиаминокислотами, образуя сложный эфир с серином, треонином. Кроме того, казеин связан с кальцием молока и образует при этом активный казеин — фосфаткальциевый комплекс. Казеин, находящийся в молоке в виде кальциевой соли, называется казеинатом кальция.
В процессе выпадения сгустка при скисании молока казеинат кальция взаимодействуя о молочной кислотой, распадается на молочнокислый кальций и казеин, выпадающий в виде осадка (значительная часть молочнокислого кальция при этом остается в жидкой части, в сыворотке). Казеин представлен в молоке в нескольких формах — α, β, γ.
Показателем, который в наибольшей степени отличает одну форму казеина от другой, является содержание фосфора. Наибольшее количество фосфора в а-казеине (1 %) ив 10 раз меньше в γ-казеине (0,1 %).
Основной формой казеина является α-казеин, который составляет 85 % казеина. Важнейшее свойство α -казеина то, что при свертывании молока в сгусток переходит только α-форма, тогда как β-, γ-казеин остается в растворе. Аминокислотный состав различных форм казеина приведен в таблице.
Полезные свойства и возможные отрицательные эффекты
Употребление протеина необходимо для здорового функционирования организма, поэтому стоит следить за суточной нормой его потребления.
Польза:
- Увеличение массы мышц
Потребление достаточного количества белка необходимо для создания и поддержания здоровой мышечной массы, а также для поддержки здоровья суставов, связок и другой ткани тела.
- Помогает управлять весом
Контролируемое потребление калорий в сочетании с умеренно высоким потреблением белка может быть эффективной и практичной стратегией потери веса.
- Стабилизация уровня сахара в крови
Инсулин — это гормон, который необходим для метаболизма углеводов, жира и белка. Однако, углеводы требуют гораздо больше инсулина, чем жир или белок. Употребление продуктов с белком оказывает минимальное влияние на уровень глюкозы в крови и замедляет поглощение сахара во время еды.
Диета с высоким содержанием белка может помочь предотвратить всплески глюкозы в крови, что особенно важно для предотвращения диабета.
- Улучшение настроения
Определенные аминокислоты из белковых продуктов необходимы, чтобы сбалансировать гормоны естественным путем, контролировать настроение и действовать как естественное средство для борьбы с беспокойством. Белки помогают нейротрансмиттерам функционировать и синтезировать гормоны, такие как допамин и серотонин, которые успокаивают и сохраняют позитивный настрой.
- Содействовать здоровой функции мозга и обучению
Белки необходимы, чтобы сделать ферменты, гормоны и нейротрансмиттеры, которые имеют решающее значение для когнитивной функции. Мозг требует постоянного питания от аминокислот, чтобы поддерживать концентрацию, фокус и высокую работоспособность. Когда происходит нехватка аминокислот, страдает обучение и координация, но как только все необходимые аминокислоты вновь вводятся в рацион, улучшаются навыки обучения и двигательные способности.
- Сильные кости
Существует положительная связь между потреблением необходимого количества продуктов с белком и улучшением здоровьем костей, лучше заживляются переломы и реже случается повреждение костной ткани, даже остеопороз, увеличивается абсорбция кальция и метаболизм костей.
- Здоровое сердце
Существует обратная зависимость между потреблением белка и риском сердечных заболеваний, так как диеты с высоким содержанием белка являются одним из естественных способов нормализации кровяного давления. Кроме того, замена углеводных продуктов белком приводит к снижению уровня холестерина и уровня триглицеридов с низким уровнем ЛПНП.
- Замедление процессов старения
Одна из ключевых ролей белковых продуктов — помочь организму синтезировать глутатион, который часто называют «основным антиоксидантом». Глутатион помогает детоксифицировать и уменьшать канцерогены, которые влияют на старение. Адекватное потребление белка имеет решающее значение для поддержания глутатиона и помогает оставаться в состоянии сбалансированного «гомеостаза». Недостаток глутатиона способствует окислительному стрессу, который играет ключевую роль в возрастных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, заболевания печени, кистозного фиброза, серповидноклеточной анемии, рака и вирусных инфекций.
Большинство людей получают свою норму белка из обычного рациона питания и определить необходимость дополнительного приема, можно только посчитав разницу между суточной нормой и фактическим потреблением.
Вред:
- Избыточная потеря кальция.
Кальций играет значительную роль в поддержании хороших костей, а употребление лишнего белка может поставить под угрозу здоровье костей. Возрастающее увеличение белка вызывает значительное увеличение кальция, потерянного через мочу.
- Может навредить функции почек.
Почки осуществляют фильтрацию отходов и токсинов из кровотока. Увеличение потребления белка увеличивает нагрузку на почки.
Потребление большого количества белка в течение длительного периода времени значительно увеличивает кислотную нагрузку на почки и увеличивает риск образования камней.
- Загрязнение организма тяжелыми металлами.
Большая часть порошковых протеиновых добавок содержит малое количество тяжелых металлов, либо количество, превышающее суточную величину, считающуюся безопасной, при ежедневном потреблении нескольких порций. Например, средний уровень свинца в трех порциях одного порошкового белка составляет 13,5 мкг, что выше, чем предел в 10 мкг.
- Индивидуальная непереносимость компонентов состава.
Негативные качества зависят от конкретного продукта и относятся скорее не к самому протеину, а к потребителю или реализации продукта низкого качества.