Сложные белки

Липопротеины входят в состав клеточных мемб­ран. В качестве простетической группы они содер­жат различные жироподобные вещества. В живот­ных липопротеинах липидная часть представлена в основном фосфолипидами и холестерином. Рас­тительные липопротеины имеют более разнообраз­ные небелковые компоненты. Кроме фосфолипидов, в их состав входят гликолипиды, сульфолипиды, разнообразные стероиды и терпеноиды. Особым разнообразием липидных компонентов отли­чаются липопротеины мембран хлоропластов.

Гликопротеины имеют в своем составе углево­ды и их производные —глюкозу, маннозу, галак­тозу, глюкозамин, глукуроновую кислоту и др. Сахар обычно связан с остатками серина, треони­на, оксипролина или аспарагиновой кислоты. При­мером гликопротеинов могут служить запасный белок бобовых — вицилин, ферменты — пероксидаза и глюкооксидаза, ядовитый белок рицин из семян клещевины. Рицин необратимо инактивирует рибосомы.

К гликопротеинам относится группа раститель­ных белков, которые называют фитогемагглютининами, или лектинами. Первое свое название они получили потому, что вызывают агглютина­цию эритроцитов. Они также способны агглюти­нировать раковые клетки, связывать и осаждать полисахариды и гликолипиды, стимулировать митозы у некоторых типов клеток.

Роль лектинов в растениях еще далеко не выяс­нена. Предполагают, что они участвуют в «узнава­нии» клубеньковыми бактериями растения-хозяи­на и в создании устойчивости растений к патоген­ным грибам. Размещаются лектины под плазмалеммой растительной клетки.

Хромопротеины— это белки, содержащие ок­рашенную простетическую группу. К ним относятся белки, связанные с хлорофиллом, каротиноидами, фитохромами, а также цитохромы, ферредоксин, пластоцианин. Хромопротеины участвуют в про­цессах фотосинтеза, дыхания, в различных окис­лительно-восстановительных реакциях.

Нуклеопротеины растений подобны таким же белкам животных. Они сходны по строению, свой­ствам и функциям.

Растительные белки различаются по составу аминокислот и их соотношению. В одних белках некоторые аминокислоты могут отсутствовать или содержаться в очень малых количествах, в других их может быть очень много. Например, в зеине кукурузы почти нет лизина и мало триптофана, но, в то же время, много глутаминовой кислоты, лейцина, пролина и аланина. В глиадине пшени­цы мало триптофана, но очень много (до 50%) глу­таминовой кислоты и глутамина. В белке клубней картофеля много лизина.

Некоторые аминокислоты всегда содержатся в растительных белках в большом количестве — более 5-8%. Это аспарагиновая и глутаминовая кислоты, их амиды, пролин, лейцин и изолейцин. Других аминокислот в белках почти всегда мало — до 3%. Это — лизин, триптофан, гистидин, метионин и цистеин.

Как известно, ряд аминокислот в животном орга­низме не синтезируется, поэтому они должны по­ступать в организм вместе с пищей. Это так назы­ваемые незаменимые аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, лизин, триптофан, гистидин, треонин, метионин, фенилаланин, аргинин.

Аргинин образуется в животном организме, но очень медленно, поэтому требуется его поступле­ние с пищей.

Белки делят на полноценные и неполноценные. Полноценные белки имеют все незаменимые ами­нокислоты в достаточном количестве. Принято го­ворить, что у них сбалансированный аминокислот­ный состав. Неполноценные белки не имеют в сво­ем составе отдельных незаменимых аминокислот или их содержание очень низкое. Эталоном сба­лансированного аминокислотного состава служат белки молока и яиц.

Животные белки в основном полноценные, тог­да как среди растительных белков много неполно­ценных. Белки зерновых культур бедны лизином и триптофаном, у большинства бобовых в белках недостает метионина. Однако и среди раститель­ных белков есть полноценные. Это, например, бел­ки картофеля и овощей (морковь, свекла, капуста, огурцы, помидоры и др.). Белки некоторых бобо­вых близки к полноценным, а белки сои имеют уравновешенный аминокислотный состав.

Проблема пищевого белка.Проблема состоит в том, что в мире не хватает пищевого белка, и почти половина населения зем­ного шара испытывает белковое голодание. Осо­бенно велик недостаток белка в тропических стра­нах, где основной пищей местного населения слу­жат плоды.

Ученые установили, что суточная потребность человека в белке равняется 100 г. Однако это в сред­нем. Молодым растущим организмам требуется больше белка, старым — меньше. При этом имеется в виду полноценный белок, неполноценного же белка необходимо больше для покрытия суточной потреб­ности в незаменимых аминокислотах.

Недостаток белка в пище отрицательно сказывается на здоровье человеческого организма, осо­бенно молодого.

Потребность человека в белке покрывается на 10-30% животными белками, а на 70-90% — расти­тельными. Причем в развитых странах население потребляет больше животных белков (отношение их к растительным 0,9-0,8), а в слаборазвитых намно­го меньше (отношение— 0,5-0,4 и ниже).

Ученые всего мира заняты поисками путей бо­лее эффективного использования традиционных источников пищевого белка и новых его ресурсов. Это касается как животного так и растительного белка.

Однако, как говорилось выше, основную массу пищевого белка дают растения, и перспективы ре­шения белковой проблемы связаны, прежде всего, с увеличением массы именно растительного белка. Тем более что растительный белок является пер­вичным и его производство раз в 5 дешевле живот­ного. Правда, многие белки растений неполноцен­ны да и усваиваются они хуже животных. Если усвоение наиболее полноценных белков молока и яиц принять за 100%, то белки зерновых культур усваиваются на 50%, бобовых — на 60-65%, ово­щей и семян подсолнечника — на 70%.

Традиционные пути увеличения массы пищево­го белка и его качества связаны с растениеводством и селекцией: оптимизацией выращивания сель­скохозяйственных растений с применением удоб­рений, биологически активных веществ, эффектив­ной борьбой с болезнями, сорняками, вредителя­ми, подбором и рациональным размещением куль­тур, а также с выведением новых сортов с повы­шенным содержанием белка и лучшего его качества. Подсчитано, что увеличение содержания белка в зерне пшеницы всего на 1% может дать дополнительно 1 000 000 тонн белка.

Рассматриваются новые технологии помола зёрна. При традиционном помоле основная мас­са белка остается в отрубях. Это связано с тем, что под семенной оболочкой зерновок находится один слой клеток, содержащий белок (алейроно­вый слой). Он вместе с семенной оболочкой и ока­зывается в отрубях. Добавление отрубей к муке при выпечке хлеба повышает содержание в нем белка. Новые технологии помола направлены на то, что­бы алейроновый слой зерновок отделялся от се­менной кожуры и попадал в муку.

Источником дешевого высококачественного белка являются водоросли. Они содержат 50-60% белка, а после соответствующей обработки усвоение его достигает 75-85%. В ряде стран (США, Япония, ФРГ) культивируют хлореллу. Ее употребляют в пищу после некоторой обра­ботки, а также готовят из нее белковые добавки. Считают, что хлорелла дает не только высоко­качественный белок, но и другие ценные веще­ства, необходимые человеческому организму. Кроме того, считают, что она улучшает вкусо­вые качества других продуктов (соевого творо­га, колбасы, хлеба и др.). Однако культивиро­вание хлореллы стоит дорого и требует больших энергетических затрат.

В некоторых странах в пищу используют сине-зеленую водоросль спирулину, содержащую, кро­ме ценного белка, много витаминов и других по- лезных веществ. Например, в Африке местные жители черпают спирулину из озера Чад плетены­ми корзинами, сушат ее на солнце и готовят из высохших водорослей различные блюда.

Ученые предложили новый источник полноцен­ного белка — листья сельскохозяйственных расте­ний. Они считают, что несмотря на низкое содер­жание белка в листьях, извлечение его и примене­ние является выгодным по ряду причин.

1. При поедании листьев жвачные животные используют только 10-30% содержащегося в них белка, а при экстракции можно получить 50-60%.

2. Белки первично синтезируются в листьях, а затем в виде аминокислот транспортируются в другие органы. В процессе передвижения часть их теряется.

3. Белки извлекают из листьев молодых растений раньше, чем они повреждаются болезнями и вредителями, что также предотвращает потери белка.

4. После извлечения в оставшейся массе еще имеются белки, и ее можно использовать на корм скоту.

Белок из листьев предназначается для корма сельскохозяйственным животным. Его в промыш­ленных масштабах получают в ряде стран (США, Франция), постоянно совершенствуют технологию с целью повышения выхода белка.

В настоящее время особенно широко использу­ются белки семян сои, которые имеют достаточно сбалансированный аминокислотный состав и высо­кую перевариваемость. Из сои готовят многочисленные блюда с большим содержанием белка: соевое молоко, творог, соусы, котлеты, паштет и др. Кроме того, из сои получают белковые препара­ты, которые добавляют в различные пищевые продукты для повышения содержания в них белка (колбасы, сосиски, хлеб, кондитерские изделия и др.).

В связи с поиском источников белков и разра­боткой новых технологий их получения и обра­ботки возникла идея создания искусственной пищи. Создавали искусственное мясо, рыбу, икру, сыры. Эти продукты полностью состояли из рас­тительных компонентов, но должны были иметь вид, вкус и пищевую ценность животных. В 70-80-е годы в США и других странах появилось ис­кусственное мясо (главным образом, в консервах), сыры. Однако широкого распространения эта идея не получила. Оказалось, во-первых, что раститель­ные компоненты и технология их обработки очень дороги, и это делает искусственную пищу дороже натуральной, во-вторых, опыты по изготовлению искусственной пищи не всегда были удачными. Например, искусственные сыры в США имели вид и запах настоящих, а вкус оставлял желать луч­шего: он был похож, как писали об этом газеты, на вкус ластика.