Продукти із вмістом білка. Норми його споживання

Білок – незамінний елемент, необхідний людині для здоров'я та нормальної роботи організму. Даний компонент відновлює тканини, сприяє їх росту, бере участь у синтезі ферментів та гормонів. Білки - це хороший будівельний клітинний матеріал, оскільки він бере участь у багатьох процесах. Наприклад, регулює обмін речовин, захищає від інфекцій, транспортує кисень. Також він допомагає зростанню тканин, підтримує здоров'я шкіри, кісток та м'язів. У цій статті описано, де міститься білок, а також які норми його споживання.

Продукти із вмістом білка, потрібний об'єм

• Бобові: сочевиця та горох.
• Морепродукти та риба: креветки, лосось, мідії, сардина, тунець та ін.
• Насіння чіа, льону.
• Кедрові горіхи, фісташки, мигдаль.
• М'ясо: курка, яловичина, качка, баранина, індичка, свинина та ін.
• Молочні продукти: сир, молоко, сир, йогурт.
• Курячі яйця.

В інших продуктах також є білок, але в меншому обсязі.

Норми споживання білка

Норма залежить від способу життя людини, її статі та віку. Для дорослих розрахунок наступний: на 1 кг ваги 0.8-1.2 г білка на добу. Наприклад, якщо людина важить 70 кг, їй потрібно споживати 56-84 р.

Для довідки! Надлишок білка шкідливий. Зокрема, він погано впливає на роботу.

Якщо білка використовується багато, то враховують калорійність раціону та індивідуальні особливості організму.

Функції та структура білка, норма споживання

Розглянемо білок детальніше.

Структура

В основі білка – амінокислоти. Пов'язані один з одним, вони утворюють ланцюжки поліпептидів.

Цікавий факт: функцію та структуру білка визначають амінокислоти, які відрізняються властивостями та складом.

Створювати білок можуть 20 різних амінокислот. Що важливо, їхня форма різниться. Вона буває листоподібною, спіральною, пружною та ін. Форма обумовлена ​​різними функціональними групами, присутніми у будь-якій амінокислоті. Тому протеїн - це не єдиний різновид білка.

Функції

Білок в організмі виконує такі функції:

• Транспортну. Наприклад, міоглобін та гемоглобін переміщують кисень в організмі.
• Будівельну. Білки беруть участь у створенні м'язів, сухожиль, кісткової тканини.
• Захисну. Білки імуноглобуліни (вони антитіла), борються з інфекціями.
• Регуляторну. Допомагають регулювати обмін речовин, покращують роботу імунної системи.
• Енергетичну. Якщо в організмі немає жирів та вуглеводів, білки стануть джерелом енергії.

Норми споживання

Як описувалося вище, на 1 кг ваги дорослій людині потрібно приблизно 0,8 г білка. Якщо маса тіла 70 кг, щодня споживають 56 р. Якщо фізичне навантаження високе, то норма буде більшою. Крім цього, якщо людина має захворювання нирок, то дієту будують на малому споживанні білка.

Жінкам у середньому знадобиться 45 г білка на день за умови, що спосіб життя не має на увазі складні тренування. Для точного дозування використовують розрахунок маси тіла. Що цікаво – варто з'їдати дві порції тофу, бобових чи м'яса на день. Це добова норма, щоби закрити дефіцит.

Дитина віком до 3 років має споживати 4 г білка на 1 кг, від 7 до 10 років – 3 г. Інша дитяча норма:

• 14-17 років: від 1,5 до 2 р.
• 11-13 років: 2-2,5 р.
• Від 4 до 6 років: 3,5-4 р.

Краще звернутися до лікаря.Він скаже, які потрібно їсти продукти чи призначить комплекс вітамінів для дітей.

Продукти із вмістом білка

У синтезі білка бере участь матрична кислота. Як правило, достатньо допомогти організму і внести до раціону такі продукти:

• Яйця.
• Насіння льону, соняшнику.
• Горіхи грецькі, мигдаль, кешью, фісташки.
• Овочі – гриби, броколі та шпинат.
• М'ясні продукти та м'ясо – індичка, яловичина, риба, свинина та курка.
• Бобові – соя, горох, сочевиця та квасоля.
• Молочні вироби – йогурт, молоко, сир, сир.
• Хлібобулочні продукти – булочки, хліб, тости, багети.

Можна споживати вітамін В2, оскільки він бере участь у синтезі білка. Також важливу роль у виробленні цього компонента грає метіонін. Його міститься багато в ягнятині, курятині, свинині, яловичині, пармезані.

Для довідки! Один із незамінних складових білка – лейцин. Його багато в арахісі, свинині, рибі, м'ясі птиці, мигдалі.

Таблиця продуктів
з кількістю білка

Склад продуктів виходячи з обсягу білка:

Щоб норма білка була у нормі, використовуючи дані з таблиці, становлять раціон. У пріоритеті варто використовувати компоненти рослинного походження, а не тварини. Наприклад, білок із сої засвоюється найлегше. Для тіла це добре, оскільки навантаження на травний тракт знижено.

Короткий огляд методик аналізу білка в харчових продуктах

В цьому огляді коротко описані основні методи визначення білка в харчових продуктах. Вказано основні переваги та недоліки наявних в даний час методик та обладнання.Дані огляд може бути корисним для фахівців харчової промисловості та аналітичних лабораторій на виробництві продуктів харчування. Для простоти сприйняття тексту при написанні огляду автори свідомо використали спрощену лексику та термінологію в описі хімічних процесів та молекулярної структури сполук.

1. Вступ

Білки (пептиди) є «полімерами» амінокислот. Білки складаються з двадцяти різних амінокислот. Білки відрізняються один від одного залежно від типу, кількості та послідовності амінокислот, що становлять основу поліпептиду. В результаті вони мають різні молекулярні структури та фізико-хімічні властивості. Білки є основними структурними компонентами багатьох натуральних продуктів, і найчастіше визначають їхню загальну текстуру, наприклад ніжність м'яса або рибопродуктів. Ізольовані білки часто додаються в харчові продукти як інгредієнти завдяки своїм унікальним функціональним властивостям, їх здатністю забезпечити зовнішній вигляд, структуру або стабільність продукту. Білки нерідко використовуються в процесах гелеутворення, як емульгатори, піноутворювачі або загусники. Тому так важливо мати повну інформацію про масовий вміст, тип, молекулярну структуру і функціональні властивості білків, що входять до складу харчових продуктів.

2. Визначення загальної концентрації білка

2.1 Метод К'єльдаля

Метод К'єльдаля був розроблений в 1883 пивоваром Йоганном К'єльдалем. Сутність методики полягає в тому, що зразок продукту розкладається (спалюється) сірчаною кислотою в присутності каталізатора, після чого отриманий після розкладання зв'язаний у вигляді сульфату амонію азот може бути визначений відповідною методикою титрування.Кількість білка розраховується залежно від концентрації азоту продукті. У такому вигляді метод все ще використовується і сьогодні, хоча існує ряд удосконалень для прискорення процесу отримання більш точних даних. Ця методика вважається арбітражним методом визначення концентрації білка, наприклад, у казеїні. Оскільки метод К'єльдаля не вимірює вміст білка безпосередньо, необхідний коефіцієнт перетворення (К), для перерахунку вимірюваної концентрації азоту концентрацію білка. Коефіцієнт 6,25 ( що еквівалентно 0,16 г азоту на грам білка) використовується для багатьох додатків, однак це лише середнє значення, і кожен білок має інший коефіцієнт перетворення залежно від його амінокислотного складу. Докладніше тут

Метод К'єльдаля зручно розділити на три етапи: спалювання, нейтралізація та титрування.

Розкладання. Зразок аналізованої проби зважується в спеціальну колбу, а потім розкладається при нагріванні в присутності сірчаної кислоти (окислювач), безводного натрію сульфату (для прискорення реакції за рахунок підвищення температури кипіння) і каталізаторів, таких як мідь, селен, титан, або ртуть. При розкладанні будь-якого азоту в продукті (крім азоту, який знаходиться у вигляді нітратів або нітритів) утворюється аміак, який у розчині сильної сірчаної зв'язується в іон амонію (NH ₄ + ) і, отже, залишається у розчині. Загальний вид реакції буде наступним:

N ( food) ® ( NH ₄) ₂ SO ₄ ( 1) N ( білків аналізованого продукту) ® ( NH _{4) 2} SO ₄ ( 1)

нейтралізація. Після розкладання вміст колби кількісно переносять у спеціальну пробірку для відгону, додають луг і відганяють аміак, що виділяється.Найбільш повно та гладко цей процес проходить при використанні методу перегонки з парою. Загальний вид реакції буде наступним:

Газоподібний аміак вловлюється в окремій колбі з надлишком розчину бороною кислоти. Низький рН розчину в колбі сприяє переходу газоподібного аміаку в іон амонію, і одночасно перетворює борну кислоту в іон: Загальний вид реакції буде наступним:

NH ₃ + H ₃ BO ₃ (борна кислота) ® NH ₄ + + H ₂ BO ₃ - (Борат іони) ( 3)

Титрування . Зміст азоту розраховується за даними титрування. Борат іони титрують сірчаною або соляною кислотою, використовуючи відповідний індикатор визначення кінцевої точки реакції.

Концентрація іонів водню (в молях), необхідна для досягнення точки еквівалентності відповідає концентрації азоту, в початковому зразку (рівняння 3). Рівняння ( 5) може бути використане для визначення концентрації азоту у зразку, який важить м грамів і для титрування якого витрачено х М соляної кислоти:

Де V S і V b об'єми тируючої кислоти для зразка та холостого досвіду, 14g – молекулярна маса азоту. Холосту пробу зазвичай використовують, якщо потрібно взяти до уваги залишковий азот, який може міститися в реагентах, що використовуються при проведенні аналізу. Як тільки вміст азоту визначено, можна розрахувати вміст білка з використанням відповідного коефіцієнта перетворення:

Масова частка білка = К*% N.

2.3. Переваги та недоліки

Метод К'єльдаля широко використовується у світі і досі нарівні з усіма іншими методами. Його універсальність, висока точність і відтворюваність зробили його основним методом для оцінки вмісту білка в харчових продуктах.Однак цей метод не відображає міру істинного білка, а визначає тільки загальний вміст азоту в зразку, не виділяючи небілковий азот. потрібні різні коефіцієнти перетворення, внаслідок відмінності в амінокислотних послідовностях. білків одного продукту (наприклад, молочних білків молока) коефіцієнт може відрізнятися значно.

Використання концентрованої сірчаної кислоти при високих температурах також створює значну небезпеку, як і використання деяких дорогих каталізаторів. Крім цього метод К'єльдаля трудомісткий і вимагає значного часу для його проведення. виконання всіх описаних вище етапів аналізу.

3. Метод Дюма

Розроблений і прийнятий нещодавно метод Дюма призначений для швидкого вимірювання концентрації білка в пробах продуктів харчування. Цей метод вперше описаний півтора століття тому. .

Зразок відомої маси спалюється при високій температурі (близько 900°С) у спеціальному осередку в присутності кисню.Вміст азоту вимірюється шляхом передачі газу, що залишився після очищення, на ділильну колонку, на кінці якої є детектор теплопровідності. Додатково на колонці відокремлюється залишковою CO. ₂ та H ₂ O. Прилад калібрується шляхом аналізу матеріалу з відомою концентрацією азоту, наприклад, ЕДТА ( вміст азоту 9,59%). Після цього сигнал з детектора по теплопровідності може бути перетворений на вміст азоту. Як і методу Кьельдаля необхідно перетворювати концентрацію азоту у зразку, використовуючи відповідні коефіцієнти перерахунку, які залежить від точної амінокислотної послідовності білка.

3.2. Переваги та недоліки

Основна перевага - це швидкість аналізу, (по кілька хвилин на вимір, порівняно з кількома годинами для К'єльдаля). Метод не потребує токсичних хімічних речовин чи каталізаторів. Багато зразків можна вимірювати в автоматичному режимі. Метод простий у використанні.

Недоліки: Висока початкова вартість. Крім того, метод також не дає міру істинного білка і для різних білків потрібні різні коефіцієнти поправки. Невелика маса та розмір проби ускладнює отримання репрезентативної вибірки.

4. Методи з використанням УФ-видимої спектроскопії

Для вимірювання концентрації білка існує низка методів, заснованих на УФ-видимій спектроскопії. Ці методи використовують або природні здібності білків у поглинанні (або розсіювання) світла в УФ-видимій області електромагнітного спектру, або передбачає хімічну або фізичну модифікацію білків, щоб перевести їх у форму, що поглинає (або розсіює) світло в цій галузі. Основні принципи будь-якої з наведених нижче методик подібний.Перш за все, при розробці методики слід вибрати хімічні групи, які будуть нести відповідальність за поглинання або розсіювання випромінювання, наприклад пептидні зв'язки, ароматичні групи, основні групи для поглинання, для розсіювання — кількість агрегованих білків. Далі створюється градуювальна (калібрована) залежність поглинання (або каламутності) від концентрації білка, для чого використовуються ряд білкових розчинів з відомою концентрацією. Абсорбцію (або каламутність) аналізованої потім проби визначається за побудованою градуювальною залежністю.

Найчастіше використовувані УФ-методики визначення вмісту білка в продуктах наводяться нижче:

Прямі виміри при 280 нм. Триптофан та тирозин інтенсивно поглинає ультрафіолетове світло при 280 нм. У багатьох білках вміст триптофану та тирозину залишається практично незмінним, так що їх поглинання при 280 нм може бути використаний для визначення їх концентрації. Переваги цього методу в тому, що процедура проста для виконання, метод є неруйнівним, і ніяких спеціальних реагентів не потрібно. Основним недоліком є ​​те, що нуклеїнові кислоти сильно поглинають при 280 нм і тому можуть перешкоджати вимірюванню білка, якщо вони присутні в достатній концентрації. Для нівелювання цієї проблеми було розроблено методи, в яких поглинання вимірюється на двох різних довжинах хвиль.

Біуретовий метод. При взаємодії іонів міді (Cu 2 +) з пептидними зв'язками в лужних умовах продукт дає інтенсивне фіолетово-пурпурове забарвлення. Біуретовий реагент у готовій формі може бути придбаний як готовий реактив у спеціалізованих магазинах.Його змішують з білковим розчином, потім витримують протягом 15-30 хвилин і визначають поглинання при 540 нм. Основною перевагою цього методу є відсутність перешкод від інших сполук, які поглинають на нижчих хвилях, і сама техніка менш чутлива до типу білка, оскільки вона використовує поглинання за участю пептидних зв'язків, які є спільними для всіх білків, а не з окремими його групами. Однак метод має відносно низьку чутливість в порівнянні з іншими УФ методами.

Метод Лоурі . Метод Лоурі поєднує біуретовий реагент з іншим (реагент Фоліна), останній реагує із залишками тирозину та триптофу в білках. Це дає синюватий колір, який поглинає в ділянку між 500 - 750 нм залежно від того, яка потрібна чутливість. Існує невеликий пік поглинання близько 500 нм, який можна використовувати для визначення високих концентрацій білка і інтенсивний пік близько 750 нм, який може бути використаний для визначення низьких концентрацій білка. Цей метод є більш чутливим до низького вмісту білків, ніж просто метод з біуретовим реактивом.

Методи зі зв'язуванням барвника (метод Бредфорда) Сутність таких методів полягає у додаванні «негативно зарядженого» барвника в розчин білка, рН якого регулюється так, щоб білок знаходився в «позитивно зарядженій» області (тобто менше ізоелектричної точки). При цьому білки утворюють нерозчинний комплекс з барвником із-за електростатичного тяжіння між молекулами, а незв'язаний барвник залишається у розчині.Негативно заряджена частина барвника пов'язується з катіонними групами основних амінокислот (гістидину, лізину та арганіну) та будь-якими вільними аміногрупами. Кількість незв'язаного барвника, що залишається в розчині, після того, як нерозчинний комплекс «білок-барвник» видаляється (наприклад, центрифугуванням) визначається при вимірюванні його поглинання на відповідній довжині хвилі. Кількість білка, яка була присутня у вихідному розчині пропорційно кількості барвника, доданому спочатку і залишився в розчині. (Для методу Бредфорда білки та їх комплекси з барвником залишаються в розчині, змінюється інтенсивність поглинання ( візуально колір) на аналізованій довжині хвилі).

Турбометричний метод (розсіювання). Будь-які білкові молекули, розчинні за звичайних умов, можна перевести в нерозчинну форму шляхом додавання певних хімічних речовин, наприклад, трихлороцтової кислоти. Таким чином, концентрація білка може бути визначено шляхом вимірювання ступеня мутності пропорційною розсіюванню світлового променя, що проходить через розчин.

4.2. Переваги та недоліки

Переваги: ​​УФ-видимий методи досить швидко і просто виконувати, і вони чутливі до низької концентрації білків.

Недоліки: Для більшості методів УФ-видимої спектроскопії необхідно використовувати розведені та прозорі розчини, які не містять забруднюючих речовин, здатних поглинати або розсіювати світло на вибраній для аналізу довжині хвилі. Необхідність прозорого розчину означає, що більшість харчових продуктів повинні пройти тривалу пробопідготовку, перш ніж вони будуть придатні для аналізу, наприклад, гомогенізація, екстракція, центрифугування, фільтрація.Така пробопідготовка може зайняти багато часу та бути надзвичайно трудомісткою. А іноді буває неможливо кількісно витягти білки з певних видів харчових продуктів, особливо після того, як під час обробки білки перейшли в агрегований стан або утворили ковалентні зв'язки з іншими речовинами. Крім того, рівень абсорбції залежить від типу аналізованого білка, які можуть відрізнятися в амінокислотних послідовностях.

5. Інші інструментальні методи

Існують різні інструментальні методи для визначення загального вмісту білка в харчових продуктах. Їх можна розділити на три категорії відповідно до їх фізико-хімічного принципу: (1) вимірювання об'ємних фізичних властивостей, (2) вимірювання адсорбції випромінювання, та (3) вимірювання розсіювання випромінювання. Кожен інструментальний метод має свої переваги і недоліки, і асортимент об'єктів, на які він може бути застосований.

Вимірювання фізичних властивостей. Щільність: щільність білка більша, ніж у більшості інших компонентів їжі, таким чином, збільшення щільності їжі безпосередньо пов'язане зі збільшенням вмісту білка. Отже, вміст білка продукту може бути співвіднесено з його щільністю. Показник заломлення: показник заломлення водних розчинів збільшується при збільшенні концентрації білка, отже, результати вимірювання цього показника можуть бути використані для визначення вмісту білка.

Вимірювання адсорбції УФ-видимий: концентрація білків може бути визначена шляхом вимірювання поглинання УФ-видимого випромінювання (докладніше описано вище).

ІЧ-ближня та середня область: Інфрачервоні методи можуть бути використані для визначення концентрації білків у харчових продуктах.Білки поглинають в ІЧ-області за рахунок власних молекулярних коливань (розтягування та вигину) певних хімічних груп уздовж поліпептидного ланцюжка. Таким чином, вимірюючи поглинання випромінювання певних довжинах хвиль, можна розрахувати кількісну концентрацію білка в зразку. Він також вимагає особливої ​​підготовки зразка і є неруйнівним методом контролю. Його основні недоліки — висока початкова вартість та необхідність проведення комплексного та складного калібрування.

Вимірювання розсіювання випромінювання. Розсіювання світла Концентрація білкових агрегатів у водних розчинах може бути визначена за допомогою методів вимірювання розсіювання світла, оскільки каламутність розчину прямо пропорційна концентрації білка. Ультразвукове розсіювання: концентрація білкових агрегатів також може бути визначена за допомогою ультразвукових методів розсіювання, оскільки швидкість ультразвуку та його поглинання пов'язані з концентрацією розчину білка.

5.2. Переваги та недоліки

Основні переваги та недоліки інструментальних методів згадувалося вище. Також слід зазначити, для всіх цих методів повинна існувати калібрувальна крива, яка з великою ймовірністю буде різною для різних типів білків і харчових матриць, в яких вони містяться. Як наслідок, всі інструментальні методи найбільш коректно працюють для аналізу харчових продуктів з відносно простими композиціями. Для продуктів харчування, які містять безліч різних компонентів, концентрація яких може змінюватись, визначити внесок білка на тлі інших компонентів часто буває важко.

При аналізі конкретного харчового продукту завжди виникає завдання вибору конкретної методики для вимірювання концентрації білка у зразку.Як вирішити, який метод є найбільш підходящим? Перше, з чим потрібно визначитися, для яких цілей буде проводитися аналіз. Якщо аналіз буде проводитися для сторонніх організацій, з метою проведення звірень, або для розрахунку за товар, слід користуватися офіційно визнаним арбітражним методом. Так, К'єльдаль, і все частіше метод Дюма, були офіційно затверджені для широкого спектру харчової промисловості. На противагу цьому лише невелика кількість методів УФ спектроскопії була визнана офіційно. Але для молока все частіше використовується метод Бредфорда, оскільки визначення білка без одночасного визначення та обліку небілкового азоту в молоці може призвести до завищеного результату з неприйнятною помилкою.

Для цілей контролю якості часто найкорисніше мати швидкий і простий метод вимірювання вмісту білка і, отже, методи ІЧ-спектроскопії є найбільш підходящими. У лабораторіях де проводяться фундаментальні дослідження, і де зазвичай роботи видуться з вже виділеними та очищеними зразками, методи з використанням УФ спектроскопії найчастіше краще, оскільки вони дають швидкі та надійні вимірювання, і чутливі до вкрай низької (до 0,001% мас.) концентрації білка.

Також слід враховувати й інші фактори, які можливо доведеться розглядати. В основному це:

• обсяг необхідної пробопідготовки
• потрібна чутливість
• потрібна швидкість проведення аналізу

Методи К'єльдаля, Дюма, акустичні та ІЧ методи, як правило, не потребують спеціальної пробопідготовки, або пробопоготовка автоматизована у відповідному блоці приладу. У багатьох випадках після репрезентативної вибірки об'єкт аналізується безпосередньо.На противагу, різні методи СФ спектроскопії, як зазначено вище, вимагають серйозної підготовки зразка перед аналізом. Білок має бути сепарований від зразка, що зазвичай означає різні процедури гомогенізації, екстракції, фільтрації та центрифугування. Час, необхідний на аналіз, і кількість зразків, які можуть бути проаналізовані одночасно, також є важливими факторами, які слід враховувати щодо того, яка методика буде обрана для аналізу.

Інші фактори, що заслуговують на згадку, — це час амортизації обладнання, його початкова вартість, наявність або відсутність необхідного допоміжного обладнання, вартість витратних матеріалів і строком їх придатності.

7. Ціна питання

Наприкінці наведемо орієнтовну вартість постановки методики [1] :