Контрольная работа по «Общей химии»

                                              Вариант № 10

1. Биологическая ценность белков  пищевых продуктов, способы ее  определения. Пищевые продукты —  основные источники белка.

2. Характеристика  и физиологическая роль сложных  липидов (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды, стерины). Пищевые продукты - основные источники сложных липидов.

3.  ** - Рассчитайте энергетическую ценность миндальных пирожных. Ответ обоснуйте расчетом.

1. Биологическая  ценность белков пищевых продуктов, способы ее определения. Пищевые  продукты — основные источники  белка.

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

Биологическая ценность белков – показатель, характеризующий эффективность переработки азотистых веществ организмом. Чем ближе по составу пищевой белок к белкам организма человека, тем более сбалансирован его аминокислотный состав и тем лучше его утилизация (усваивание). Биологическую ценность белков оценивают по белку куриного яйца, который принято считать «гипотетически идеальным белком» .

    Еще  раз отметим: недостаток всего  лишь одной из 8-ми незаменимых  аминокислот приводит к тому, что и другие аминокислоты  усваиваются не в полной мере.

  На биологическую  ценность белка также влияет  эффективность распада аминокислот  под действием пищеварительных  ферментов. Например, склеропротеины1 не подвергаются гидролизу (не перевариваются) протеолитическими ферментами человека (за исключением эластина) и, как следствие, не имеют питательной ценности, не смотря на то, что их аминокислотный состав близок к составу белков человеческого организма. Кроме того, на доступность аминокислот влияет наличие в белках угнетающих ферментов. Известно, что белки бобовых, в частности сои, и белок куриного яйца содержат такие ферменты-ингибиторы. Однако вся простота такого положения вещей заключается в том, что ферменты термолабильны и при термической кулинарной обработке последние денатурируют, а значит, теряют свои свойства.

Есть еще одна особенность, значительно влияющая на биологическую ценность белка – чтобы повысить степень усвоения низкокачественных белков, нужно сочетать их употребление с высококачественными белками. Данный эффект обусловлен балансированием («выравниванием») аминокислотного состава. Поэтому следует сочетать прием животных и растительных белков.

Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. В организме здорового взрослого человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами распада. Для оценки белкового обмена введено понятие азотного баланса. В зрелом возрасте у здорового человека существует азотное равновесие, т. е. количество азота, полученного с белками пищи, равно количеству выделяемого азота. В молодом растущем организме идет накопление белковой массы, образуется ряд нужных для организма соединений, поэтому азотный баланс будет положительным - количество поступающего азота с пищей превышает количество выводимого из организма. У людей пожилого возраста, а также при некоторых заболеваниях, недостатке в рационе питания белков, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ наблюдается отрицательный азотный баланс - количество выделенного из организма азота превышает его поступление в организм. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма. На белковый обмен влияют биологическая ценность и количество поступающего с пищей белка.

Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава и атакуемостью белков ферментами пищеварительного тракта.

В организме человека белки расщепляются до аминокислот, часть из них (заменимые) являются строительным материалом для создания новых аминокислот, однако имеется 8 аминокислот  (незаменимые, эссенциальные), которые не образуются в организме взрослого человека, они должны поступать с пищей. Снабжение организма человека необходимым количеством аминокислот - основная функция белка в питании. В белке пищи должен быть сбалансирован не только состав незаменимых аминокислот, но и должно быть определенное соотношение незаменимых и заменимых аминокислот, в противном случае часть незаменимых будет расходоваться не по назначению.

Биологическая ценность белка по аминокислотному составу может быть оценена при сравнении его с аминокислотным составом «идеального» белка. Для взрослого человека в качестве «идеального белка» применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ.

Расчет аминокислотного скора,  для установления биологической ценности проводят следующим образом. 

Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в идеальном белке принимают за 100 %, а в природном белке определяют процент соответствия.

Содержание аминокислоты (в мг) в 1 г испытуемого. Содержание этой же аминокислоты ( в мг) в I г белка  по аминокислотной шкале.

В результате определяют лимитирующую кислоту в исследуемом белке с наименьшим скором.

Например: в 1 г исследуемого белка пищевого продукта содержится (в мг): изолейцина - 45, лейцина - 75, лицина - 40, метионина и цистина (в сумме) - 25, фенилаланина и тирозина (в сумме) - 70, треонина - 38, триптофана - 11, валина - 50. При сравнении со стандартной шкалой находим, что скоры (в %) соответственно равны: 113, 107, 73, 71, 95, 113, 100. Следовательно, лимитирующими аминокислотами в белке данного продукта являются лизин (скор 73 %), сумма метионина и цистина (скор 71 %) и треонин (скор 95 %).

Наиболее близки к «незаменимому» белку животные белки. Большинство растительных белков содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот (одной или нескольких). Так, например, белки злаковых культур, а следовательно, и полученные из них продукты неполноценны по лизину, метионину, треонину. В белке картофеля, ряда бобовых не хватает метионина и цистина (60-70 % оптимального количества).

В то же время необходимо помнить, что некоторые аминокислоты при тепловой обработке, длительном хранении продуктов могут образовать не усвояемые организмом соединения, т. е. становиться «недоступными». Это снижает ценность белка.

Биологическая ценность белков может быть увеличена добавлением лимитирующей аминокислоты или внесением компонента с ее повышенным содержанием. Так, биологическая ценность белка пшеницы может быть повышена приблизительно в два раза Добавлением 0,3-0,4 % лизина, белка кукурузы - 0,4 % лизина и 0,7 % триптофана.

Аминокислоты получают, гидролизуя белки, химическим или биологическим синтезом. Отдельные микроорганизмы при выращивании на специальных средах продуцируют в процессе своей жизнедеятельности определенные аминокислоты. Этот способ используют для промышленного получения лизина, глутаминовой кислоты и некоторых других аминокислот.

Животные и растительные белки усваиваются организмом неодинаково. Если белки молока, молочных продуктов, яиц усваиваются на 96 %, мяса и рыбы - на 93-95%, то белки хлеба - на 62-86%, овощей - на 80%, картофеля и некоторых бобовых - на 70 %. Однако смесь этих продуктов может быть биологически более полноценной.

На степень усвоения организмом белков оказывает влияние технология получения пищевых продуктов и их кулинарная  обработка. Анализируя воздействие различных видов обработки пищевого сырья и продуктов (измельчение, действие температуры, брожение и т. д.) на усвояемость содержащихся в них белков, следует отметить, что в большинстве пищевых производств  при соблюдении технологии не происходит деструкции аминокислот. При умеренном нагревании пищевых продуктов, особенно; растительного происхождения, усвояемость белков несколько возрастает, так как частичная денатурация белков облегчает доступ протеаз к пептидным связям. При интенсивной тепловой! обработке усвояемость снижается. Такое же влияние оказывает наличие в продуктах редуцирующих Сахаров и продуктов окисления липидов за счет их взаимодействия с белковыми компонентами пищи.

Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 1 -1,5 г белка на 1 кг массы тела (детей 4-1,5 г), т. е. примерно 85-100 г. Доля животных белков должна составлять приблизительно 55 % от общего его количества в рационе.

Для повышения пищевой ценности продуктов питания необходимо увеличение доли белкового компонента, сбалансированности его аминокислотного состава. Один из путей решения этой задачи - получение белковых продуктов из белоксодержащих отходов пищевых производств, например семян масличных после удаления масла (шрот), отходов мясной и молочной промышленности, и их использование для улучшения биологической ценности существующих продуктов или создание новых продуктов питания.

Создание белковых продуктов из масличных семян дает возможность не только расширить белковую сырьевую базу пищевой промышленности, но и значительно сократить потери белка, заменяя трехстадийную цепочку (растение - организм животного - организм человека) на двухстадийную (растение - организм человека).

Биологическая   ценность   пищевого   продукта  характеризуется качеством входящих в него  белков . Этот качественный показатель отражает степень соответствия аминокислотного состава  белков   пищевого   продукта  потребностям организма человека в аминокислотах для синтеза  белка . Качество  пищевых   белков  обусловлено наличием в них незаменимых аминокислот, их соотношением с заменимыми, а также перевариваемостью ферментами пищеварительной системы. Для оценки качества  пищевых   белков  имеет также значение наличие фракций антипротеаз, антивитаминов и аллергизирующих факторов. Для  определения   биологической   ценности   белков  используют химические и биохимические (в том числе микробиологические) методы. Химические методы основаны на  определении  количества всех аминокислот, содержащихся в  белках   продукта  и сопоставлении полученных данных с эталонным гипотетическим ("идеальным")  белком , полностью сбалансированным по аминокислотному составу. Вычисляют отношение содержания каждой из незаменимых аминокислот к  ее  содержанию в  белке , принятом за стандарт (в "идеальном"  белке ). Полученная величина называется аминокислотным скором. Это безразмерная величина может выражаться в процентах. Следующий этап –  определение  лимитирующей аминокислоты. Лимитирующей  биологическую   ценность   белка  аминокислотой считается та, скор которой меньше единицы и имеет наименьшее значение. Наиболее дефицитными аминокислотами являются лизин, треонин, триптофан и серосодержащие аминокислоты (метионин + цистин). При расчетах  биологической   ценности   пищевых   продуктов  в качестве эталонного  белка  используют шкалу Комитета ФАО/ВОЗ.

2. Характеристика и физиологическая  роль сложных липидов (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды, стерины). Пищевые продукты - основные источники сложных липидов.

Сложные липиды - липиды, молекула которых содержит атомы азота и/или фосфора, а также серы. По наличию или отсутствию в молекулах атомов фосфора (в виде остатка фосфорной кислоты) сложные липиды можно разделить на две группы.

Гликолипидами называется большая и разнообразная группа нейтральных липидов, в состав молекулы которых входят остатки моноз (чаще всего D-галактоза, D-глюкоза, уроновые кислоты).

Гликолипиды широко распространены в растениях, животных и микроорганизмах, но в небольших количествах. Они выполняют функции структурных липидов, участвуя в построении мембран, им принадлежит важная роль в формировании клейковины пшеницы, определяющей хлебопекарное достоинство муки. Они широко (обычно в небольших количествах) содержатся в растениях (липиды пшеницы, овса, кукурузы, подсолнечника), животных и микроорганизмах. Гликолипиды выполняют структурные функции, участвуют в построении мембран, им принадлежит важная роль в формировании клейковинных белков пшеницы, определяющих хлебопекарное достоинство муки. Чаще всего в построении молекул гликолипидов участвуют D-галактоза, D-глюкоза, D-манноза.

Фосфорсодержащие сложные липиды называются фосфолипидами. Это наиболее важная группа сложных липидов. Фосфолипиды являются обязательной составной частью растений и животных, их содержание колеблется в широких пределах. Особенно много их в нервной и мозговой тканях (до 30%). Вместе с белками и другими соединениями они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур (выполняют роль «несущих конструкций»), способствуют переносу химических веществ, а также осуществляют другие функции в биохимических процессах, протекающих в живом организме. В молекуле фосфолипидов имеются заместители двух типов: гидрофильные и гидрофобные. В качестве гидрофильных (полярных) группировок выступают остатки фосфорной кислоты и азотистого основания, а гидрофобных (неполярных) -- углеводородные радикалы. Фосфолипиды агрегируют в воде с образованием мицелл, бислойных мембран, липосом.

К липидам относятся триацилглицерины, или собственно жиры (простые липиды), а также сложные липиды. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов — фосфолипиды. Молекула их построена из остатков спиртов, высокомолекулярных жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований. Фосфолипиды — обязательный компонент клеток, вместе с белками и углеводами они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур, выполняя роль своеобразного каркаса. Фосфолипиды — хорошие эмульгаторы, применяются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, в маргариновом производстве.

 В состав  сложных липидов могут входить  гликолипиды, содержащие в качестве  структурных компонентов углеводные  фрагменты (остатки глюкозы, галактозы  и т.д.). Липиды могут образовывать  комплексы и с белками —  липопротеины. Фосфолипиды играют важную роль в организме человека. Входя в состав клеточных оболочек, они имеют существенное значение для их проницаемости и обмена веществ между клетками и внутриклеточным пространством. Фосфолипиды пищевых продуктов различаются по химическому составу и биологическому действию. В пищевых продуктах в основном встречаются лецитин, в состав которого входит холин, а также кефалин, в состав которого входит этаноламин. Лецитин участвует в регулировании холестеринового обмена, в отличии от свойств которые предлагают фосфолипиды, предотвращает накопление холестерина в организме, способствует выведению его из организма (проявляет так называемое липотропное действие). Общая потребность в фосфолипидах составляет около 5 г в день.

Больше всего фосфолипидов в яйце (3,4 %),относительно много их в зерне, бобовых (0,3–0,9 %), нерафинированных растительных маслах (1–2 %). При хранении нерафинированного масла фосфолипиды выпадают в осадок. При рафинировании растительных масел содержание фосфолипидов в них снижается до 0,1–0,2 %. Много фосфолипидов содержится в сыром мясе (около 0,8 %), птице (0,5–2,5 %). Есть они в сливочном масле (0,3–0,4.%), рыбе (0,3–2,4 %), хлебе (0,3 %), картофеле (около 0,3 % в сумме с гликолипидами). В большинстве овощей и фруктов содержится меньше 0,1 % фосфолипидов.