Белки, поступающие с пищей животного и растительного происхождения, распадаются в организме человека до аминокислот, из которых затем строятся новые белки, присущие человеческому организму. Для построения собственных белков человек должен регулярно потреблять в составе пищевых продуктов белки, содержащие все незаменимые аминокислоты.
Потребляемые человеком белки различаются по аминокислотному составу, содержанию незаменимых аминокислот и, следовательно, по пищевой ценности.
Белки, которые содержат все восемь незаменимых аминокислот, называют полноценными. Если хотя бы одна из восьми незаменимых аминокислот в белке отсутствует или содержится в недостаточном количестве, то такой белок считается неполноценным в пищевом отношении. Питание неполноценными белками приводит к серьезным нарушениям в обмене веществ и даже гибели организма. Как правило, полноценными являются животные белки, а растительные белки — неполноценные.
Высокой пищевой ценностью отличаются белки мясных и молочных продуктов. Из растительных белков хорошо сбалансированы по аминокислотному составу белки бобовых. В них содержатся почти все незаменимые аминокислоты и, в первую очередь, такие дефицитные, как лизин, триптофан и треонин, в достаточном количестве для удовлетворения потребностей человека. Однако белки бобовых обеднены серосодержащими аминокислотами. В составе белков злаковых культур, напротив, часто не хватает лизина, треонина и триптофана, но содержится достаточное количество серосодержащих аминокислот. Белки бобовых и злаков хорошо дополняют друг друга и в смеси приближаются к полноценным животным белкам.
Пищевая ценность белка определяется не только наличием в нем всех незаменимых аминокислот. Белок будет полноценным, если все аминокислоты в нем представлены в оптимальном для нормальной жизнедеятельности организма количестве и соотношении.
Также надо учитывать, что такие заменимые аминокислоты, как цистеин и тирозин, синтезируются в организме человека из незаменимых аминокислот — метионина и фенилаланина соответственно. Поэтому при недостаточном содержании в потребляемом белке цистеина и тирозина потребность организма в метионине и фенилаланине увеличивается. Цистеин и тирозин относят к условно заменимым аминокислотам.
Такие аминокислоты, как аргинин и гистидин, синтезируются в организме человека в недостаточном количестве. Для полного обеспечения потребности организма в этих аминокислотах, особенно в детском возрасте, с пищей должны поступать дополнительные количества этих аминокислот. Аргинин и гистидин — частично заменимые аминокислоты.
При некоторых, чаще всего врожденных, заболеваниях перечень незаменимых аминокислот может расширяться. Например, в организме людей, страдающих фенилкетонурией реакция превращения фенилаланина в тирозин не протекает. Заболевание проявляется в нарушении развития мозга у новорожденных и, как следствие, умственной отсталости. Для таких людей тирозин является незаменимой аминокислотой; поэтому продукты с высоким содержанием фенилаланина из их рациона следует исключить.
Для характеристики пищевой ценности белка чаще всего пользуются специальным показателем — аминокислотный скором (англ. "score" — счет). Эталонный белок представляет собой теоретический лок, идеально сбалансированный по аминокислотному составу всех аминокислот в эталонном белке составляет 100. Любой исследуемый белок сравнивают с оптимальным для питания эталонным белком по каждой аминокислоте. Близкой к эталону является смесь белков пшеницы и молока.
Скор аминокислот исследуемого белка может быть больше, меньше или равен 100%. В случае если аминокислотный скор превышает 100%. это означает, что данная аминокислота находится в избытке по сравнению с ее оптимальным содержанием. Если аминокислотный скор равен 100%, это означает, что со-держание данной аминокислоты в исследуемом белке оптимально для питания. И, наконец, если аминокислотный скор меньше 100%, то данной аминокислоты в пищевом отношении недостает.
Аминокислоту, обладающую самым низким скором в исследуемом белке, называют лимитирующей (лат. "Umitis" — граница). Она определяет степень усвоения всего белка. Это связано с тем, что аминокислоты, поступающие в организм с пищей в избытке относительно лимитирующей, не используются на биосинтез белков и не запасаются впрок. Они быстро распадаются в процессе обмена веществ и выводятся из организма. Все аминокислоты, требуемые для биосинтеза белков, должны присутствовать в клетке одновременно и в доступной форме.
Различия в степени усвоения белков обуславливаются различиями в их биологической ценности. Животные белки усваиваются человеком на 90%, а растительные — на 60-80%; следовательно, биологическая ценность животных белков выше, чем растительных. Это объясняется тем, что к белкам человека гораздо ближе по аминокислотному составу белки животных, чем белки растений. Кроме того, усвоение растительных белков снижено из-за присутствия в клетках растений целлюлозы — неусваиваемого полисахарида, мешающего более полному усвоению белков. Установлено, что на производство 1 кг животного белка расходуется 6-8 кг растительного.
Суточная норма потребления белка для взрослого человека составляет 80-100 г, или 1,0-1,5 г на 1 кг массы тела. Для детей эта норма выше — 1,5—4,0 г на 1 кг массы тела, что связано с интенсивным протеканием в детском организме синтетических процессов. Потребность организма в белках также возрастает при интенсивной физической нагрузке, инфекционных заболеваниях, беременности и др.
В настоящее время на Земле ощущается общий дефицит незаменимых аминокислот. Связано это с тем, что 80% пищевого белка на Земле содержится в растениях и только 20% белков — животного происхождения, тогда как идеальным считается присутствие в рационе 45% растительных и 55% животных белков. В настоящее время половина населения Земного шара испытывает белковое голодание и, в первую очередь, в слаборазвитых странах, где основу рациона составляют растительные белки. В связи с быстрым ростом численности населения Земли проблема белковой недостаточности становится все более острой.
Для решения этой глобальной проблемы применяются меры, направленные на повышение продуктивности растениеводства и животноводства, развитие индустриального производства белков и незаменимых аминокислот, совершенствование технологии хранения и переработки пищевого сырья с целью минимизации потерь белков и др.
А-Карбоксильная группа одной а-аминокислоты и аминная группа другой а-аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом. При этом от карбоксильной группы отщепляется ОН-группа, а от аминной группы — атом водорода. В результате выделяется молекула воды, а остатки двух а-аминокислот соединяются между собой — CO-NH- связью: