Источник http://elementy.ru/lib/431554?context=42845

Журнал «Химия и жизнь» №2, 2012
Автор - Ольга Владимировна Космачевская,
кандидат биологических наук, Институт биохимии им. А. Н. Баха РАН

Все сознают, что нормальная и полезная еда — есть еда с аппетитом,
еда с испытываемым наслаждением; всякая другая еда, еда по приказу,
по расчету, признается уже в большей или меньшей степени злом...
И. П. Павлов

Художник Е. Станикова

Химия богата именными реакциями, их более тысячи. Но большинство из них мало о чем скажут человеку, далекому от химии, они для тех, кто понимает. Однако в этом богатом перечне есть одна реакция, с которой все мы сталкиваемся каждый день — всякий раз, когда подходим к плите, чтобы приготовить что-нибудь вкусненькое, или пьем утренний кофе с бутербродом, или пиво вечером с друзьями. Речь идет о реакции Майара, которой в этом году исполняется сто лет. Во Франции в Нанси даже планируют провести юбилейный международный симпозиум, посвященный этой реакции.

За что такие почести? Чем она так примечательна? Да тем, что вездесуща и хорошо знакома каждому. Образование гумуса почв, угля, торфа, сапропеля, лечебных грязей происходит благодаря этой реакции. Но говорить мы будем о куда более привычных и привлекательных вещах — о незабываемом аромате свежезаваренного кофе, испеченного хлеба и жареного мяса, о золотистой поджаристой корочке на буханке и отбивной, об изумительном вкусе этих продуктов. Потому что все перечисленное — это результат реакции Майара.

Первая отбивная и революция

Сложно представить жизнь современного человека без кулинарии, а кулинарию без жарки, варки и выпечки, хотя все прочие живые существа обходятся без термической обработки пищи. Есть данные, что уже синантропы (Homo erectus pekinensis) использовали огонь, а современный Homo sapiens готовил на огне, что называется, с рождения. Так что любовь к жареному и вареному сформировалась очень давно. Но что заставило первобытного человека сунуть пищу в огонь, а потом съесть ее? И почему потом все начали есть обработанную пищу?

Вряд ли мы узнаем, когда и как это произошло. Видимо, по каким-то причинам сырое мясо попало в костер, зажарилось, а наши предки просто не смогли удержаться, чтобы не положить ароматные кусочки в рот. Понятно, что жареный кусочек по вкусу превзошел сырой даже без соли, кетчупа и приправ. Впрочем, понятно это только небиологам. В соответствии с теорией эволюции вкусно должно быть то, что полезно, что содержит ценные компоненты (избыток сладкого вреден, однако нашим предкам этот избыток не грозил). Почему вкусным кажется жареное — это нетривиальный вопрос. Может быть, как раз потому, что приготовленное легче усваивается и вкусовые рецепторы это чувствуют. И вскоре приготовленную пищу стали считать сакральной, «освященной огнем», ведь во время жертвоприношения, когда на огне сжигали потенциальную еду, ее часть в виде дыма возносилась в дар богам.

Интересно, что, если б нынешние человекообразные обезьяны умели жарить и парить, они непременно бы этим занимались. Антропологи Ричард Ранэм из Гарварда и Виктория Уоббер из Института эволюционной антропологии Макса Планка установили, что шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны предпочитают приготовленную пищу сырой, будь то мясо, морковь или бататы. В чем тут дело — в мягкости готового продукта, его лучшей перевариваемости или его лучшем вкусе — непонятно. Хотя, как мы знаем, домашние животные тоже с удовольствием употребляют «человеческую» еду.

Так или иначе, огонь, сковородки, вертела и кастрюли стали главными инструментами поваров и хозяек, а вкусная теплая еда — одним из самых доступных удовольствий. Как писал Джером К. Джером, «чистая совесть дает ощущение удовлетворенности и счастья, но полный желудок позволяет достичь той же цели с большей легкостью и меньшими затратами».

Однако такой способ приготовления пищи породил куда более значимые, глобальные последствия. Существует любопытная теория, согласно которой термическая обработка пищи повлекла за собой антропогенетическую революцию и послужила отправным пунктом в культурном становлении человека. Наши предки были всеядными животными. Это давало несомненное эволюционное преимущество, поскольку разнообразие потребляемых продуктов было велико, но имело и минусы: сырая грубая пища усваивалась плохо, поэтому приходилось много есть, тратить много времени на добывание пищи. Специалисты подсчитали, что шимпанзе расходует на потребление пищи несколько часов в сутки, а современный человек — немногим более часа (долгие сидения в ресторанах и барах не в счет, здесь основное время уходит на общение). Получается, что термическая обработка пищи, резко повысив КПД переваривания, сократила потребность в ресурсах и подарила нашим предкам свободное время и энергию, которые могли быть затрачены на размышления, познание мира, творчество, создание орудий труда. Иными словами, приготовление пищи дало Homo sapiens возможность стать действительно разумным существом.

О том, как сахара, жиры и белки встречаются на сковородке

Стоит только представить хрустящую золотистую корочку на хорошо прожаренном мясе или буханке свежего хлеба, как начинают течь слюнки. Почему жареная еда такая вкусная и привлекательная на вид?


Глюкоза (линейная форма)

Три важнейших компонента входят в состав органики, употребляемой в пищу: углеводы, жиры и белки. Не буду останавливаться на биологическом значении этих веществ, поскольку для читателей «Химии и жизни» это очевидно. В данном случае нас будут интересовать некоторые особенности химического строения этих веществ. Углеводы, которые еще называют природными полигидроксиальдегидами и полигидроксикетонами с общей формулой (CH₂O)_n, в составе своих молекул содержат не только гидроксильные группы –ОН, но и карбонильные С=О.

В молекулах природных жиров, триглицеридов (сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот) также обязательно присутствуют карбонильные группы.

Белки устроены куда сложнее, это полимеры, цепи которых выстроены из самых разных аминокислот. Свойства белка напрямую зависят от того, какие аминокислоты и в какой последовательности его образуют. Среди 20 аминокислот, составляющих белок, есть несколько наиболее уязвимых с химической точки зрения: лизин, аргинин, триптофан и гистидин. Их молекулы содержат свободные аминогруппу (–NH₂), гуанидиновую группу (–С(NH₂)₂), индольное и имидазольное кольца.
Уязвимы они потому, что перечисленные группы даже в составе белковой молекулы легко вступают в реакцию с карбонильной группой (С=О) углеводов, альдегидов и липидов. (У других аминокислот аминогруппа вступает в реакцию, только если эта аминокислота свободная или концевая в полипептидной цепи.) Нужна лишь повышенная температура, огонь или плита. Эта реакция известна в пищевой химии как реакция сахароаминной конденсации, или как реакция Майара.

История ее открытия — запутанное дело. Считается, что Майар был первым, кто обнаружил активное взаимодействие сахаров с аминокислотами. Однако справедливости ради следует отметить, что впервые подобную реакцию наблюдали П. Брандес и Ц. Штоэр в 1896 году, нагревая сахар с аммиаком.

В 1912 году молодой французский врач и химик Луи Камилл Майар начал изучать взаимодействие между аминокислотами и пищевыми сахарами, глюкозой и фруктозой. На исследование его вдохновило желание отыскать возможные пути синтеза полипептидов. В течение нескольких часов он кипятил водные растворы сахара или глицерина с аминокислотами и обнаружил, что в реакционной смеси образуются некие сложные соединения желто-коричневого цвета. Ученый принял их за пептиды и поспешил опубликовать результаты в «Compte Rendu de I'Academie des Sciences». Однако это был тот случай, когда исследователь выдал желаемое за действительное — дело в науке обычное. Никакие экспериментальные данные не подтверждали это чисто умозрительное заключение. К чести Майара, он это понял, продолжил исследования и уже в следующем, 1913 году обнаружил большое сходство образующихся коричневых пигментов с гуминовыми веществами почвы. Это были не пептиды, а что-то другое.

Эстафету исследований в этом направлении подхватили российские ученые из лаборатории физиологии растений Петербургского университета. Вскоре после Майара, в 1914 году, С. П. Костычев и В. А. Бриллиант описали продукты, образующиеся в реакции между аминокислотами и сахарами в дрожжевом автолизате — продукте самопереваривания дрожжевых клеток. Русские ученые активно исследовали образование «новых азотистых соединений», окрашивающих раствор в темно-бурый цвет при добавлении глюкозы или сахарозы к дрожжевому автолизату, и доказали, что материалом для синтеза служат сахар и аминокислоты, которые с легкостью реагируют без вмешательства ферментов.

Из всех исследователей, занимавшихся этой проблемой, основные результаты все же были получены французским ученым, установившим, что взаимодействие кетогруппы (С=О) сахара с аминогруппой (–NH₂) аминокислоты происходит в несколько стадий. Поэтому сахароаминная реакция известна под именем реакции Майара. С 1910 по 1913 год французский ученый опубликовал около 30 сообщений, которые легли в основу его докторской диссертации «Генезис белков и органических материалов. Действие глицерина и сахаров на аминокислоты».

Но, как это часто бывает в науке, открытие Майара не получило должного признания при его жизни. Только в 1946 году ученые снова заинтересовались этой реакцией. И сегодня о реакции Майара мы знаем уже очень многое. Прежде всего это не единичная реакция, а целый комплекс процессов, которые протекают последовательно и параллельно без участия ферментов и придают реакционной массе коричневый цвет. Главное, чтобы в реакционной смеси присутствовали карбонильные группы (в составе сахаров, альдегидов или жиров) и аминогруппы (белки). Понятно, что такой букет реакций приводит к образованию многочисленных продуктов различного строения, которые в научной литературе обозначаются термином «конечные продукты гликирования». В эту группу входят и алифатические альдегиды и кетоны, и гетероциклические производные имидазола, пиррола и пиразина. Именно эти вещества — продукты сахароаминной конденсации — ответственны за формирование цвета, аромата и вкуса продуктов, подвергнутых термической обработке. Эта реакция ускоряется с повышением температуры и поэтому интенсивно протекает при варке, жарке и выпечке.

Меланоидины: добро и зло

О том, что реакция Майара прошла, можно судить по золотисто-коричневой корочке на хлебе, зажаренных рыбе, мясе, по коричневому оттенку высушенных фруктов. Цвет термически обработанному продукту придают темноокрашенные высокомолекулярные вещества меланоидины (от греческого «меланос», что означает «черный»), которые образуются на последней стадии реакции Майара. Однако цвет стандартных меланоидинов — не черный, а красно-коричневый или темно-коричневый. Меланоидины образуют черные пигменты, подобные гуминовым веществам, лишь в том случае, если огонь был слишком силен или вы забыли о жарящейся на сковородке картошке, пироге в духовке и безнадежно сожгли их. Сам же термин «меланоидины» в 1897 году предложил О. Шмидеберг. (Кстати, «Химия и жизнь» однажды уже обращалась к теме меланоидинов; см. 1980, № 3.)

Кофе, какао, пиво, квас, десертное вино, хлеб, жареные мясо и рыба... Пока мы пьем и едим все это, реакция Майара и ее продукты, меланоидины, с нами. Мы потребляем около 10 г меланоидинов каждый день, поэтому так важно знать об их пользе и вреде.

Читать далее>>>

Источник http://www.medichelp.ru/posts/view/2244

Белки относятся к жизненно необходимым веществам, без которых невозможны жизнь, рост и развитие организма. В процессе жизнедеятельности происходят распад и обновление белковых компонентов клеток. Для поддержания этих процессов организму необходимо ежедневно поступление полноценного белка с пищей. Белок входит в состав ядра и цитоплазмы клеток.

Белки в организме человека выполняют важную роль.

1. Основное назначение белков — пластическое. Из них состоят все клетки тканей и органов. Белки входят в состав крови, лимфы, мышечных волокон, костей, многих гормонов, а также ферментов и антител, вырабатываемых организмом в процессе борьбы с опасными для здоровья, микробами и их токсинами. Пластическая роль белка особенно важна для растущего организма. В процессе роста увеличивается число клеток, и основным материалом для этого являются белки.
2. Белки служат регуляторами обменных процессов, входят в состав гормонов щитовидной железы, гипофиза, поджелудочной железы.
3. Белки — необходимый фон для нормального обмена в организме других веществ, в частности витаминов, минеральных солей. Известно, что при недостатке белка плохо усваиваются витамины.
4. Менее значительна для организма энергетическая роль белков, так как за их счет восполняется только 14—15% затраченной энергии. Для энергетических затрат белки могут быть заменены углеводами и жирами, в то время как для пластических нужд организма белки не могут быть заменены никакими другими пищевыми веществами.

Недостаток белков в питании вызывает серьезные нарушения в организме: у детей замедляются рост и развитие, у взрослых возникают глубокие изменения в печени (жировая инфильтрация), а при длительной недостаточности — даже цирроз, нарушение деятельности желез внутренней секрецию (щитовидная, половые, поджелудочная), изменяется белковый состав крови, снижается устойчивость организма к инфекционным заболеваниям, страдает умственная деятельность человека — снижается память, нарушается работоспособность.

Наряду с этим установлено, что избыточное поступление белков неблагоприятно отражается на функции многих органов и систем организма, в частности при этом перегружаются ферментные системы и в крови накапливаются продукты неполного метаболизма, повышается количество мочевины, свободных аминокислот и т. д.

Значение состава белков в питании

Белки состоят из аминокислот. Поступив с пищей, белки расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта на аминокислоты, которые с кровью попадают в клетки и используются для синтеза белков, специфических для организма человека. В процессе синтеза специфических белков имеет значение не только количество поступивших с пищей белков, но и соотношение в них аминокислот. Организм стремится сохранить аминокислотный состав тканей, закодированный наследственно-генетическим аппаратом клеток на постоянном; уровне. Однако при некоторых состояниях организма (беременность, старение, злокачественные новообразования) соотношение аминокислот в тканях меняется. Следовательно, организм человека нуждается в регулярном поступлении белков определенного аминокислотного состава. Но таких белков, совпадающих по аминокислотному составу с белками тканей человека, в естественных пищевых продуктах нет. Поэтому для оптимального удовлетворения потребности человека в аминокислотах в соответствии с генетически закрепленной наследственностью необходимо использовать разнообразные белки с таким расчетом, чтобы при их расщеплении в организме создался определенный комплекс аминокислот, необходимых для синтеза белков человека. Многие необходимые для организма аминокислоты синтезируются в организме, а 8 аминокислот не синтезируются или синтезируются недостаточно. Эти аминокислоты называются незаменимыми, или жизненно необходимыми. К ним относятся триптофан, лизин, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, валин, треонин. В последние годы получены данные о незаменимости аминокислоты гисти-дина. Таким образом, всего незаменимых аминокислот 9.

Наиболее полный комплекс незаменимых аминокислот содержат белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко, молочные продукты). При недостатке нескольких жизненно необходимых аминокислот или даже одной из них
нарушается процесс синтеза белка, не используются и другие аминокислоты и возникают расстройства, характерные для белковой недостаточности.

Доказано, что аминокислотная недостаточность может возникнуть в результате питания однообразной пищей, содержащей только один или два вида белков, преимущественно растительного происхождения. Болезнь аминокислотной недостаточности — квашиоркор— широко распространена в странах, находившихся в колониальной зависимости (некоторые страны Африки, Южной Америки и др.), в результате чего их население хронически голодало. Симптомы заболевания следующие: резкое исхудание, отечность нижних конечностей и лица, нарушение пигментации волос и кожи, замедление роста, увеличение и болезненность печени (жировая дистрофия), атрофия поджелудочной железы, воспалительные явления кожи, снижение психической деятельности. Этим заболеванием чаще всего страдают дети 2— 3-го года жизни, получающие неполноценный прикорм после отнятия от груди.

В некоторых продуктах растительного происхождения также содержатся все незаменимые аминокислоты, но либо в небольшом количестве, либо общее содержание белка в этих продуктах невелико (в капусте, картофеле — менее 1—2%). Даже при достаточно обильном использовании в рационе этих продуктов организм получает за их счет всего лишь 7— 8 г белка в сутки. В связи с этим удовлетворение потребностей организма во всех жизненно необходимых аминокислотах только за счет продуктов растительного происхождения невозможно. Из растительных продуктов наиболее высокое содержание белка в сое (более 20% полноценного белка).

Полноценные белки содержатся также в бобовых культурах (фасоль, горох), но белки в них труднодоступны для пищеварительных ферментов, так как защищены грубой, непереваривающейся клетчаткой. Обильное употребление бобовых в пищу нежелательно, так как они вызывают метеоризм. Кроме того, в сое содержатся вещества, угнетающие активность пищеварительных ферментов.

Для полного и наиболее оптимального удовлетворения потребности организма в аминокислотах 60% суточного количества белка у взрослого человека и 80% у детей должно попоступать за счет продуктов животного происхождения. В настоящее время имеются данные об аминокислотном составе пищевых продуктов, установлена потребность человека в отдельных аминокислотах.

Важное значение для обеспечения синтеза белка в организме имеет соотношение аминокислот в пищевом продукте и рационе (аминокислотная формула) незаменимых аминокислот. За единицу в этом соотношении принимается триптофан; количества остальных незаменимых аминокислот должно быть в 3—4 раза больше. В пищевом рационе населения Советского Союза значительную часть составляют продукты переработки зерновых культур (хлеб, крупы, мука, макаронные изделия). В этих продуктах имеется дефицит таких аминокислот, как лизин и метионин. Поэтому при оценке рациона питания населения учитывают соотношение триптофана, лизина и метио-нина вместе с цистином, которое должно составлять 1:3:3. Наилучшее соотношение указанных незаменимых аминокислот имеется в продуктах животного происхождения — рыбе, мясе, молоке. Для обеспечения синтеза белка в клетках необходимым набором аминокислот рекомендуется при каждом приеме пищи сочетать блюда из продуктов животного и растительного происхождения. Обеспечение организма необходимым количеством аминокислот зависит также от содержания в рационе витаминов» особенно В6 (пиридоксин), регулирующего метаболизм аминокислот, а также содержание минеральных веществ.

Большое значение для обеспечения организма белком имеют активность ферментов желудочно-кишечного тракта, состояние функции пищеварительных желез и режим питания.
Нарушение режима питания снижает использование аминокислот в организме.
Для улучшения аминокислотного состава пищевых продуктов в настоящее время предлагаются различные методы их обогащения. Например, разработаны технические условия для приготовления белкового обогатителя (БО) из смеси крови убойных животных и обезжиренного молока (обрат). Эта смесь в равных соотношениях нагревается до 95 °С, полученную белковую массу (смесь соосажденных белков) рекомендуется использовать в колбасных изделиях, для приготовления паштетов, начинки для пирожков, кондитерских изделий и т. п.

Апробируется также обогащение круп, макаронных изделий за счет добавления белка обезжиренного молока — казеина. Разрабатываются условия получения белковых обогатителей из непищевых отходов: хлопкового и подсолнечного жмыха, углеводородных дрожжей и других источников. Полученные из этих продуктов изолированные белки (изоляты) и водные растворы их (гидролизаты) проходят в настоящее время научное испытание на усвояемость организмом и биологическую полноценность. В перспективе при благоприятных показателях биологического действия их также можно использовать для улучшения белкового и аминокислотного состава природных растительных и других пищевых продуктов. Кроме того, возможно добавление в пищевые продукты синтетических аминокислот, например лизина.

Источник Окорокова ю.И., Еремин Ю.Н. Гигиена питания - 3-е изд. - М. Медицина, 1981

Источник http://www.vechnayamolodost.ru/pages/vashezdorovye/strastrgluac.html

Большая карьера глутаминовой кислоты: все «за» и «против»
Р.Акасов, «Химия и жизнь» № 11-2010
Опубликовано на сайте «Известия науки»

Если вы спросите биохимика, какая из аминокислот для человека самая нужная, он вряд ли ответит вам на этот вопрос. А для экономиста ответ очевиден: разумеется, глутаминовая. Три миллиона тонн в год – именно столько этого вещества производят сейчас на планете. При этом производство постоянно растет, но пока еще не сумело догнать потребление – дефицит глутаминовой кислоты оценивают в 800–900 тысяч тонн в год. Ближайший преследователь – аминокислота лизин с годовым производством около 1 100 000 тонн. Остальные отстали от лидера еще больше. Как стать чемпионом среди аминокислот? Об этом в сегодняшней статье.

Соль из водорослей

Открытие глутаминовой кислоты произошло довольно тихо. Немецкий химик Генрих Риттхаузен в 1866 году выделил ее из растительного белка, в частности из клейковины пшеницы. По традиции название новому веществу дал его источник: das Gluten в переводе с немецкого – клейковина. Кстати, два года спустя Риттхаузен выделил другую аминокислоту из проростков спаржи, которая носит латинское родовое название Asparagus. Нетрудно догадаться, что этим веществом была аспарагиновая кислота.
Напомним, что аминокислоты – органические соединения, в которых, как следует из названия, содержатся и карбоксильные и аминные группы. В живых организмах встречается около 300 аминокислот, из них 20 входят в состав белков человека, а 10 из этой двадцатки – «незаменимые», то есть наш организм не способен их синтезировать и должен получать с пищей.
Глутаминовая кислота – одна из самых распространенных в составе белков, более того, среди оставшихся 19 белковых аминокислот есть и ее производное глутамин, который отличается от нее лишь дополнительной аминогруппой. Но для организма это два разных вещества, каждое со своими биохимическими функциями, и путать их не стоит. А вот глутамат – это почти та же глутаминовая кислота, только в виде соли. Вообще-то соль глутаминовой кислоты следует называть глутаминатом, но из-за английского написания веществ glutamic acid – glutamate и не очень внимательных переводчиков в языке закрепился «глутамат». Впрочем, российская наука, даже самая официальная, совсем недавно сталкивалась и не с такими «трудностями перевода», так что не будем слишком строги.
Глутаминовую кислоту иногда называют еще и глютаминовой, реже – альфа-аминоглутаровой. Совсем редко, хотя и химически правильно – 2-аминопентандиовой. За всеми этими названиями скрывается одна и та же формула и одно и то же вещество, в чистом виде представляющее собой непримечательные бесцветные кристаллы, плохо растворимые в воде.

HOOC–CH2–CH2–СН(NН2)–СООН

Настоящая же история глутаминовой кислоты началась в XX веке, когда профессор Токийского университета Икеда Кикунаэ задался вопросом: почему пища становится вкуснее и аппетитнее, если ее сдобрить некоторыми видами сушеных водорослей, давно известных кулинарам Юго-Восточной Азии? В 1907 году Икеда выделил из водорослей ламинарии и конбу глутаминовую кислоту и выяснил, что именно она отвечает за их характерный вкус, а двумя годами позже запатентовал технологию производства ее натриевой соли из водорослей. Вкус, который эта приправа придавала пище, невозможно было назвать ни соленым, ни кислым, ни горьким, ни тем более сладким. Поэтому он получил собственное название «умами», который на русский язык обычно переводят эпитетом «мясной вкус».
Приправа, производившаяся под торговым названием «Ajinomoto», то есть «душа вкуса» (так же называлась и компания-изготовитель), быстро стала популярной, однако на Западе о ней узнали лишь после Второй мировой войны. Идею использовать глутамат натрия как усилитель вкуса подсмотрели американцы. До этого насыщенный мясной вкус пище придавали в основном с помощью жиров. В 1947 году добавку начинают официально использовать в США. Ее новое название – MSG, Mono Sodium Glutamate, мононатриевая соль глутаминовой кислоты.
При этом глутаминовую кислоту использовали еще и в психиатрии как стимулирующее и возбуждающее средство. Между двумя этими разными применениями одного вещества гораздо больше общего, чем может показаться. Глутаминовая кислота – нейромедиатор, то есть посредник, «эстафетная палочка» нервной системы. Она связывается со специфическими рецепторами нейронов и вызывает их возбуждение. При этом специальный фермент может переводить глутаминовую кислоту в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), которая играет роль тормозного нейромедиатора, то есть подавляет нервный импульс. Когда мы добавляем глутамат в пищу, происходит нечто похожее: молекула аминокислоты взаимодействует с вкусовыми рецепторами языка и возбуждает их, усиливая чувствительность.

Опасно или полезно?

С момента начала промышленного производства глутаминовой кислоты и до сих пор применение этого вещества только росло. Впрочем, как выяснилось, далеко не всем это оказалось по вкусу – в самом прямом смысле. В середине 70-х годов американский нейрофизиолог Джон Олни, работая с крысами, заявил, что глутамат натрия может вызывать у них повреждение мозга. А японский ученый Огуро Хироси предположил, что эта добавка изменяет сетчатку глаза у крыс. Вскоре посыпались жалобы от людей, часто употребляющих пищу с глутаматом натрия. Головная боль, усиленное сердцебиение, тяжелое дыхание, общая слабость и жар – эти симптомы стали называть «синдромом китайского ресторана».
К счастью, дальнейшие исследования оказались куда более обнадеживающими. Эффекты, отмеченные у крыс, не проявлялись в организме человека. А «синдром китайского ресторана» оказался излишне раздутым: достоверной связи между употреблением глутамата и неприятными эффектами доказано не было, в том числе и в экспериментах со «слепым» контролем. Что, впрочем, не отменяет возможности индивидуальной аллергической реакции на тот или иной компонент незнакомой кухни – хотя бы и на глутамат натрия.
Однако все случилось как в старом анекдоте: ложечки нашлись, а осадок остался. Многие люди уверены в негативном влиянии глутамата натрия, и некоторые телевизионные передачи любят попугать зрителей «химией». Но все это по большей части страшилки на пустом месте. В России глутамат натрия (Е621), равно как и глутаматы калия (Е622), кальция (Е623), аммония (Е624), магния (Е625), а также сама глутаминовая кислота (Е620) разрешены к применению – до 10 граммов вещества на килограмм продукта, а в приправах и пряностях допустимая концентрация еще выше. Впрочем, к розничной продаже не допускаются глутаматы магния и аммония. Все это регулируется Санитарными нормами и правилами (СанПиН 2.3.2.1293-03). Более того, и сама кислота, и ее соли признаны безопасными во всем мире, в том числе и Всемирной организацией здравоохранения.
Сегодня глутаматы используют для усиления вкуса и аромата супов, бульонов, в том числе быстрого приготовления, в чипсах, соусах, разнообразных мясных продуктах, в консервах. Дозировка – примерно 0,1–0,5%, то есть на килограмм продукта выходит от 1 до 5 граммов глутаминовой кислоты. Учитывая, что в связанном виде (то есть в составе белков) мы ежедневно потребляем около 20 граммов этой аминокислоты, прибавка от приправы не столь существенна. К тому же съесть ее слишком много почти так же трудно, как есть пересоленную или переперченную пищу. Глутаматы обычно добавляют в продукт вместе с солью, при этом дозировку соли уменьшают на 10%. Кроме того, глутамат часто используют в смеси с инозинатом и гуанилатом натрия (соли нуклеотидов, тех самых, из которых состоит ДНК). Смесь этих веществ в определенном соотношении, называемая глуринатом, дает более сбалансированный вкус и позволяет снизить концентрацию каждого отдельного компонента.
Глутаминовой кислоты много в самых обычных пищевых продуктах – мясе, молоке, овощах. В белках около трети от всего количества аминокислот приходится на долю глутамина и глутаминовой кислоты. Да и наш организм исправно синтезирует эти вещества для своих нужд. Более того, повышенные дозы глутамата назначают при задержках развития, эпилепсии, психозах, депрессиях и многих других болезнях нервной системы. Глутаминовая кислота стимулирует иммунитет и интенсивность метаболизма в целом, так как реакции переаминирования с участием этого вещества сопровождают синтез всех заменимых аминокислот. Кроме того, глутаминовая кислота связывает ядовитый аммиак, выделяющийся при некоторых биохимических реакциях, образуя безвредный и нужный клетке глутамин.
Впрочем, борцов с глутаматом можно понять на какую-то толику. С одной стороны, аминокислоты в продуктах разрушаются при хранении, особенно неустойчив глутамин. Добавление солей глутаминовой кислоты в данном случае лишь компенсирует потерянный вкус. С другой стороны, с помощью приправы можно превратить изначально малосъедобный продукт в нечто аппетитное. И некоторые производители активно этим пользуются. Только вот возможный вред будет исходить от продукта в целом, а никак не от глутамата. Пожалуй, единственная категория людей, которым не рекомендована эта добавка, - это дети до трех лет. Впрочем, требования к детскому питанию вообще очень строги, и к применению разрешено буквально считанное количество добавок.
Самое важное - помнить, что свойства вещества не зависят от метода его получения. Поэтому синтетическая, «химическая» глутаминовая кислота ничем не будет отличаться от природной, если, конечно, мы говорим о чистом веществе. Глутамат в пакетике с приправой - это тот же самый глутамат, который японцы много лет употребляют в составе морских водорослей. И продолжительность жизни у них, между прочим, одна из самых высоких в мире.

Три миллиона тонн

Именно столько глутаминовой кислоты и ее солей производят сегодня каждый год. Технология, придуманная профессором Икеда – экстрагирование из морских водорослей, – естественно, не смогла бы обеспечить такое количество продукта, даже несмотря на то, что в ламинарии количество глутаминовой кислоты может доходить до 1% от массы водоросли.
Второй возможный путь получения глутаминовой кислоты, долгое время применяемый в Европе и США, – гидролиз белков, например той же клейковины, из которой это вещество впервые было получено. Обычно использовали пшеничную или кукурузную клейковину, в СССР – свекловичную мелассу. Технология достаточно проста: сырье очищают от углеводов, гидролизуют 20%-ной соляной кислотой, нейтрализуют, отделяют гуминовые вещества, концентрируют и осаждают прочие аминокислоты. Оставшуюся в растворе глутаминовую кислоту снова концентрируют и кристаллизуют. В зависимости от назначения, пищевого или медицинского, проводят дополнительную очистку и перекристаллизацию. Выход глутаминовой кислоты при этом – около 5% от веса клейковины, или 6% от веса непосредственно белка.
Возможен и химический синтез глутаминовой кислоты. Сырьем в таком случае служит акрилонитрил, который также используют в производстве синтетического каучука и искусственного волокна. Сам аконитрил получают из пропилена. Реакцию аконитрила с водородом и окисью углерода проводят при высокой температуре и давлении, при этом используется катализатор на основе кобальта. В результате образуется бета-цианопропионовый альдегид. Дальнейшими превращениями его переводят в DL-глутаминовую кислоту, которую затем разделяют на оптические антиподы с помощью непрерывной кристаллизации: L-изомер отбирают как продукт производства, а D-изомер нагревают с водой до температуры 200–220° и превращают опять в рацемическую глутаминовую кислоту.
Все перечисленные методы имеют серьезные недостатки: дорогое или неудобное сырье, трудность разделения оптических изомеров. Поэтому настоящий прорыв глутаминовой кислоте обеспечил биотехнологический способ получения. Впервые этот способ применили все в той же Японии в 1957 году. Подходящую бактерию нашли с помощью красивого, хотя и трудоемкого, метода. Большое количество почвенных бактерий высаживали на питательную среду и оставляли расти на некоторое время. Затем эти чашки заливали агаризованной средой с другими бактериями, нуждающимися для роста в глутаминовой кислоте. На тех участках, где эти индикаторные бактерии росли, и следовало искать продуцентов глутаминовой кислоты.

Кислоту делают бактерии

Производить глутаминовую кислоту в больших количествах могут многие микроорганизмы, но технологи используют в основном бактерии – у них выше выход продукта по отношению к субстрату, до 40–50%. Как правило, к производственной деятельности привлекают Corynebacterium glutamicum и Brevibacterium flavum, иногда – Microbacterium и Micrococcus. В среднем для получения тонны вещества требуется 2,4 т крахмала или 7 т мелассы.
Вообще, процесс промышленного получения глутаминовой кислоты словно создан для того, чтобы о нем рассказывать, – настолько он красив и логичен. Представим клетку, растущую в среде с глюкозой. Клетка потребляет вкусную глюкозу и путем гликолиза разваливает ее на две молекулы пировиноградной кислоты, от каждой из которых потом отходит по молекуле СО2. В итоге образуются две молекулы ацетила, которые соединяются с переносчиком, коферментом А, и уходят в цикл трикарбоновых кислот. Тут-то и начинается самое интересное.

Глутаминовая кислота, которую производят микроорганизмы во вполне промышленных количествах, рождается в их клетках в цикле трикарбоновых кислот, или цикле Кребса. Этот циклический биохимический процесс предназначен для извлечения энергии из веществ, которые образуются при распаде углеводов, жиров и белков. А в результате клетка получает не только энергию в виде АТФ, но и другие полезные вещества, в том числе глутаминовую кислоту.
В цикле ацетил претерпевает ряд превращений и в результате на одной из стадий предстает в виде альфа-кетоглутаровой кислоты, которая на следующем этапе должна окислиться до янтарной кислоты. Если ослабить фермент, отвечающий за эту реакцию, то почти весь ацетил, попавший в цикл трикарбоновых кислот, останется в форме альфа-кетоглутарата. Достаточно присоединить к нему аминогруппу – и получится глутаминовая кислота. Такая реакция называется переаминированием, и она характерна для всего метаболизма аминокислот. Однако накапливающиеся промежуточные продукты будут замедлять работу цикла, а лишний ацетил клетка использует для производства других веществ. Чтобы этого избежать, ограничивают количество биотина в среде. Этот витамин отвечает за многие реакции, связанные с переносом СО2. Если его много, образуются побочные продукты – аланин, жирные кислоты, аспарагиновая и молочная кислоты. Выход глутаминовой кислоты при этом уменьшается. Но если биотина нет совсем, клетки не смогут расти и делиться.
Вот почему синтез глутаминовой кислоты проводят в два этапа. На первом бактерии растут на богатой питательной среде, в которой присутствует биотин. Клетки быстро делятся и активно потребляют биотин, но почти не производят необходимый продукт. Со временем клеток становится много, а биотина мало. Деление замедляется, но клетки не умирают: у них есть определенное количество запасенной энергии, наработаны ферменты и прочие необходимые вещества. На этой стадии почти весь субстрат превращается в глутамат. Более того, отсутствие биотина делает мембрану бактерий менее плотной, и глутаминовая кислота активно выходит в раствор, не подавляя свой биосинтез и облегчая технологу задачу по выделению. Также в питательную среду добавляют некоторые поверхностно-активные вещества и антибиотики – это тоже увеличивает проницаемость мембраны.
Важно подобрать и количество кислорода: если его будет много, то бактерии будут интенсивнее расти, тратить больше энергии на производство биомассы и меньше – на синтез продукта. Слишком низкая концентрация кислорода приведет к тому, что бактерии произведут больше аланина и молочной кислоты.
Методы селекции микроорганизмов и генной инженерии способны облегчить задачу технологов. Например, исходный штамм Corynebacterium glutamicum синтезировал достаточно много глутаминовой кислоты, до 50 граммов на литр культуральной жидкости, только при условии, что концентрация биотина очень мала – 2-3 мкг/л. Это ограничивало применение свекловичной мелассы – сырья дешевого и доступного, но обычно содержащего много биотина. Исследователи постепенно повышали количество биотина в питательной среде, отбирая те формы, которые были наиболее устойчивы к большому его количеству. В итоге, перебрав около 8000 клонов, они получили штамм, продуцирующий 50 г/л глутаминовой кислоты на мелассе.
Выделить глутаминовую кислоту тоже не так сложно. На первом этапе в культуральную жидкость добавляют известковое молоко или негашеную известь, а затем избыток ионов кальция осаждают фосфорной кислотой. Образующаяся слаборастворимая соль оседает вместе с клетками микроорганизмов. Ее отделяют центрифугированием или фильтрацией, а затем очищают оставшуюся жидкость от пигментных примесей. Осветленный раствор глутаминовой кислоты упаривают и закисляют до pH 3,2. При этом аминокислота начинает осаждаться из раствора, так как именно при таком значении pH ее молекулы перестают электростатически отталкиваться друг от друга. Осадок отделяют, перекристаллизовывают и сушат.
В 1982 году мировое производство глутаминовой кислоты составляло 270 тысяч тонн в год, сегодня – в десять раз больше. Скорее всего, оно будет расти и в дальнейшем. Крупнейшая фирма-производитель – по-прежнему та самая «Ajinomoto», с которой начиналась большая карьера глутамата. Несколько крупных заводов построено в Китае. А вот России глутаминовая кислота, кажется, не нужна – у нас ее не только не производят, но и импортируют весьма неохотно, примерно 10-12 тысяч тонн в год. Точнее, ввозят уже в составе пищевых продуктов. Хотя ресурсы для производства этой аминокислоты в стране есть. И это не только меласса или крахмал. Можно встретить даже проекты по использованию в качестве сырья пивной дробины – крупнотоннажного отхода пивных заводов, коих в России не менее 400 штук. Но, увы, аминокислоты в России практически никто не производит.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
02.12.2010

Серия сообщений "Пищевые добавки. Мифы и правда. Досье":

Пытаюсь развенчать основные заблуждения в отношении Е-добавок и других веществ, употребляемых в пищу.

Часть 1 - Е-добавки без предубеждений
Часть 2 - Курс лекций по пищевым добавкам Борисенко Л. А.
Часть 3 - Страшный-страшный глутамат
Часть 4 - Еда без химии, или История с едой
Часть 5 - Вредные Е и убийцы в белых халатах
...
Часть 30 - Злой критик: Полезный куркумин с летальным исходом
Часть 31 - Хемофобия — иррациональный страх перед пищевыми добавками
Часть 32 - Книга "Страшная химия. Еда с Е-шками: из чего делают нашу еду и почему не стоит ее бояться"

Источник http://www.vechnayamolodost.ru/pages/zdorovyjskeps...retiy_belok_nerukotvorniy.html
Татьяна Рессина

Многочисленные дебаты на тему вегетарианства с прискорбием показали, что не все из апологетов, искренне уверовав в вегетарианский рацион, понимают на самом деле, какие нарушения в физиологических процессах организма они совершают.
В основном речь идет о белках животного и растительного происхождения. Некоторые вегетарианцы заблуждаются сразу в некоторых моментах, связанных с пищевыми белками.

Во-первых, убеждены в том, что белки животного и растительного происхождения не отличаются друг от друга. Во-вторых, некоторые наивно убеждены, что все аминокислоты организм выработает сам, «если ему это будет нужно». Поэтому сегодня я предлагаю поговорить о белках.

Первое и самое главное утверждение ученых гласит о том, что В ПРИРОДЕ ВООБЩЕ НЕТ БЕЛКОВ, КОТОРЫЕ БЫ ИДЕАЛЬНО УСВАИВАЛИСЬ ОРГАНИЗМОМ ЧЕЛОВЕКА . С этим придется согласиться всем: и вегетарианцам, и мясоедам. А проблема вся заключается в аминокислотах, из которых и состоят различные белки. В природе насчитывается более 150 аминокислот. Различные их вариации, как в количественном, так и в качественном составе, и образуют такое обширное разнообразие белков, их специфичность и неповторимость. Однако, как мы уже не раз говорили, человеку достаточно 20 аминокислот. 12 из них он может воссоздать сам, а 8 должны поступить с пищей. Так какие же продукты содержат наиболее полный и необходимый для человека набор аминокислот? Это и есть главный вопрос. Тогда будет понятно, что нужно готовить на обед.

Для простоты понимания, ученые условно подразделили белки на 4 класса.

Первый класс. В этот класс вошли белки, не самые ценные с биологической точки зрения. В них не хватает некоторых необходимых аминокислот. Но эти белки обладают так называемой алиментарной специфичностью. Недостающие аминокислоты организм способен дополнить за счет заменимых аминокислот. В настоящий момент эта возможность выправлять аминограмму белков некоторых продуктов учеными считается наиболее ценной. К таким относятся белки молока и яиц. Вот почему, перестроив «формулу» под себя, организм усваивает белок яиц (использует его как строительный материал) практически полностью – на 92-100%. Немного уступают ему белки сквашенного молока (используется до 90%) и свежего молока (до 83%).

Второй класс. В него вошли в первую очередь белки говядины, затем белки рыбы, сои, рапса и семян хлопка. Еще раз повторю: в этих белках соотношение незаменимых аминокислот (аминограмма) самое лучшее для человека. Но тоже не идеально. И, кроме того, у них нет так называемого феномена компенсации: аминограмму в этих белках организм не выправляет, доводя ее до идеальной. Если бы у них была компенсаторная возможность, то эти белки, безусловно, стояли бы на первом месте. Но и без того их все равно считают наиболее ценными.

Третий класс. Сюда вошли все растительные зерновые белки. Они и по биологической ценности значительно хуже двух первых классов, и соотношение незаменимых аминокислот «слабее», и аминограмму их организм не выправляет.

Четвертый класс. В него ученые включили белки желатина и гемоглобина. Эти белки прозвали неполноценными, а еще – дефектными. В них вообще нет незаменимых аминокислот, а биологическая ценность у них – нулевая.

Поскольку идеальных для человека белков нет, то специалисты считают, что правильное питание – это комбинация продуктов, которые могли бы дополнять друг друга незаменимыми аминокислотами. Но, как и в любом другом деле, – в построении принципа рационального питания тоже есть своя основа. Самое большое количество незаменимых аминокислот и лучшее их соотношение находится в животных белках! Кроме того, достоверно установлено, что животные белки способствуют более полному усвоению растительных белков. Более того, многие витамины и минеральные вещества плохо усваиваются без достаточного количества белков. Поэтому основа правильного питания – животный белок. А к нему уже можно добавлять все остальные.
А теперь – прошу прощения, господа, будет немного скучновато. Я хочу повертеть некоторыми цифирьками. Если кого-то серьезно интересует белковая тема – тогда наберитесь терпения и посмотрите этот кусочек текста.
Как я уже говорила, мы остро нуждаемся в незаменимых аминокислотах. Среди них наиболее важными считаются аминокислоты триптофан, метионин и лизин. Если бы существовал идеальный для человеческого организма белок, то соотношение этих аминокислот в нем был бы такой:

1,0 (триптофан) : 3,5 (метионин) : 5,5 ( лизин).
А теперь, давайте, сравним, что на самом деле мы имеем в природных продуктах:
Белки мяса животных – 1,0 : 2,5 : 8,5.
Белки пресноводных рыб – 0,9 : 2,8 : 10,1.
Белок куриного яйца – 1,6 : 3,3 : 6,9.
Белок свежего молока – 1,5 : 2,1 : 7,4.
Белок пшеничного зерна – 1,2 : 1,2 : 2,5.
Белки сои – 1,0 : 1,6 : 6,3.

Если сравнить эти математические выражения, то нетрудно догадаться, что самыми адаптированными для наших организмов являются белки яиц, молока и мяса. Вот это и есть основа человеческого рациона. А к ним уже нужно приложить дополнительные продукты: хлеб, овощи, зерновые каши.
В заключение хочу сказать: прежде чем выбирать тот или иной рацион питания, обязательно нужно понять, что для человека значат белки. А они играют огромную роль в жизнедеятельности. Они для нас значат ВСЕ! Они лежат в основе всех превращений в организме. Белок – это все жизненные процессы в организме, это обмен веществ, это способность к размножению и росту, наконец, человеческое мышление – это тоже белок. Имейте это в виду, прежде чем будете выбирать тот или иной рацион питания.

Другие статьи Татьяны Рессиной читайте на портале DrugMe.ru

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
26.02.2008

источник http://boevieiskusstva.narod.ru/protein.html

Белок или протеин (от греческого корня "первостепенной важности") - сложное азотосодержащее органическое соединение, полимер, мономерами которого служат аминокислоты. Это основной пластический материал клеток, тканей, органов. В скелетных мышцах, например белка содержится до 20%. Он служит для образования ферментов, катализирующих (ускоряющих) все химические реакции в организме, входит в состав антител, гормонов, эритроцитов и других соединений, выполняющих в организме важнейшие функции. Например гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, фибриноген обусловливает свертывание крови, нуклеопротеиды обеспечивают передачу наследственных признаков. Белок формирует соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям, участвует в процессе усвоения жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов, играет важную роль в водном обмене.
Белок является наиболее важным питательным веществом для организма. Жизнь организма связана с непрерывным расходом и обновлением белков. В цитоплазме клеток непрерывно происходят разрушение и замена белков. Всего за сутки у человека не принимающего пищи, разрушается примерно 23 г белка и выделяется при этом 3,7 г азота (100 г белка содержат примерно 16 г азота). У человека, получающего с пищей белок, выделяется азота значительно больше, причем чем больше вводится белка, тем больше его разрушается. Для равновесия этих процессов (азотистого баланса) необходимо ежедневное восполнение с пищей белковых расходов. Белки в отличие от жиров и углеводов не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ, т. е. являются незаменимой частью пищи. Как источник энергии, белок имеет второстепенное значение, так как могут быть заменены жирами и углеводами. При окислении в организме 1 г белка дает 16,7 кДж (4 ккал).
На белковый обмен влияют соматотропный гормон, вырабатываемый передней долей гипофиза, тироксин - гормон щитовидной железы и глюкокортикоиды коркового вещества надпочечников.
Качество белка (биологическая ценность) зависит от его аминокислотного состава и перевариваемости в пищевом канале. Белок пищевых продуктов под действием ферментов желудка, поджелудочной железы и кишечника расщепляется на свои составные части - аминокислоты, которые затем поступают в кровь и используются для построения белков самого организма. Различают две функциональные группы - карбоксильная, определяющая кислотные свойства молекул, и аминогруппа, придающая основные свойства этим соединениям. Среди более 20 аминокислот, из которых состоят белки, 8 являются незаменимыми: они не образуются в организме и должны поступать с пищей.

Из кн.: Химический состав пищевых продуктов / Под ред. М. Ф. Нестерина и И. М. Скурихина. - М., 1979.

Каждая аминокислота имеет свое многостороннее значение. Например, одним из важных свойств метионина является участие в образовании холина, регуляции жирового обмена, особенно в печени. Однако некоторые аминокислоты обладают нежелательными для культуриста свойствами. Например, действие метионина, который регулирует жировой обмен, подавляется гликоколом, препятствуя удалению жира из печени, вследствие чего замедляется восстановление. Поэтому не рекомендуется после тренировки употреблять продукты, содержащие желатин.
Для полного усвоения белка, содержание в нем аминокислот должно быть сбалансированным, т. е. находиться в определенном соотношении. Недостаток даже одной аминокислоты ухудшает использование других для построения белков организма. Белки высокой биологической ценности отличаются сбалансированностью аминокислот, легкой перевариваемостью и хорошей усвояемостью. К таким белкам относятся белки яиц и молочных продуктов, а также мяса и рыбы, исключая соединительную ткань. Менее полноценны растительные белки, имеющие недостаточно сбалансированный аминокислотный состав. Например, недостаток лизина - основная причина пониженной ценности белков хлеба. Большинству круп, кроме гречневой, недостает лизина и треонина. Кроме того белки многих растительных продуктов трудноперевариваемы. Они заключены в оболочки из клетчатки и других веществ, препятствующих действию пищеварительных ферментов, особенно в бобовых, грибах, орехах, крупах из цельных зерен. В бобовых также содержатся вещества, тормозящие действие пищеварительных ферментов. Из белков животных продуктов в кишечнике всасывается более 90% аминокислот, из растительных - 60 - 80%. Наиболее быстро перевариваются белки молочных продуктов и рыбы, затем мяса (в говядине быстрее, чем в свинине и баранине), хлеба и круп (быстрее - белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Белки рыбы перевариваются быстрее, чем мяса, так как в рыбе меньше соединительной ткани.
Для примерной оценки аминокислотного состава белка, будет достаточно определение триптофана, метионина и лизина. Суточная потребность в этих аминокислотах составляет соответственно 1, 3 и 5 г.

Термическая обработка ускоряет переваривание белков, что установлено на примере вареных и сырых яиц. Длительное разваривание, измельчение, протирание улучшает переваривание и усвоение белков, особенно растительных продуктов. Вместе с тем избыточное нагревание может отрицательно влиять на аминокислоты. Биологическая ценность молочного белка казеина падает на 50% при нагреве до 200° С; при сильном и длительном нагреве богатых углеводами продуктов в них уменьшается количество доступного для усвоения лизина. Поэтому рационально предварительное замачивание круп в целях сокращения времени варки каш.
Для удовлетворения потребности организма в аминокислотах, необходимы сочетания животных и растительных продуктов, улучшающие общую сбалансированность аминокислот: молочные продукты с хлебом, крупами, макаронами, мучные изделия с творогом, мясом, рыбой, картофель и овощи с мясом, бобовые (фасоль, горох, соя) и крупы. Таким образом недостаток аминокислот одного продукта восполняется за счет сочетания его с другим, в котором необходимые кислоты содержатся в избытке. Например, общая аминограмма таких продуктов как черный хлеб, молоко и гречневая каша, практически совпадает с составом аминокислот мяса. Кроме того, существует научно обоснованный факт, что наиболее высокое и всестороннее проявление анаболических действий белка происходит только в сочетании с витамином С и в следующих пропорциях: на 1 грамм белка - 1 миллиграм витамина С. В противном случае белок усваивается на сколько хватает витамина С. Оставшаяся, неусвоенная часть выводится из организма.
Белковая недостаточность организма возникает при продолжительном нарушении равновесия между образованием и распадом белка в организме в сторону распада. Алиментарные (от лат. "alimentum" - пища) причины этого явления - малое содержание белка в пище или преобладание белков с низкой биологической ценностью, недостаточность незаменимых аминокислот. При этом питание может удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров. Недостаток калорийности питания усугубляет дефицит белков в пище: белки начинают расходоваться на покрытие энергозатрат организма и, кроме того, усвоение поступившего с пищей белка ухудшается.
Избыток белка также вреден, т. к. ведет к чрезмерной нагрузке печени и почек продуктами распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, азотистого обмена со сдвигом кислотно-основного состояния в кислую сторону, что в свою очередь ведет к замедлению восстановления.
Суточная потребность в белке. Существует мнение, что организм человека не может синтезировать более 18 г белка в сутки, поэтому прирост чистой мышечной массы более 450 - 500 г в месяц в принципе не возможен. Таким образом, общий вес спортсмена, за это время, не может увеличиться более чем на 2 - 2, 5 кг, т. к. необходимо удерживать жировую прослойку на минимуме. Следовательно, потребление белка не должно превышать разумных пределов. Суточная потребность в белке спортсмена-культуриста должна составлять примерно 2-3 г (по некоторым данным и 2, 5 - 3 г белка) на 1 кг собственного веса. В дни, свободные от тренировок, рекомендуется несколько пониженное количество белка - 1-2, 5 г на 1 кг веса тела. Кроме того, суточная потребность в белке меняется в зависимости от выполняемой спортсменом работы. Отечественные специалисты по питанию рекомендуют следующие нормы суточного потребления белка: при наращивании мышечной массы, - 2, 0-2, 4 г на 1 кг веса тела; при сохранении массы и работы над формой - 1, 4-1, 8 г на 1 кг; в предсоревновательный период при работе на рельеф - 1, 4 - 2, 4 г на 1 кг; в соревновательном цикле - 1, 4-1, 8 г на кг; в переходном периоде - 1, 0-1, 2 г белка на 1 кг собственного веса.
Однако на этот счет имеется альтернативное мнение. Практика многих атлетов показывает, что дополнительные дозы белка, витаминов и минеральных веществ все же небесполезны. Одним из объяснений их правоты является так называемая теория "пресыщения", сущность которой сводится к следующему. Если организм перенасыщен питательными веществами, то в любой момент, когда начинается какая-либо сложная реакция - будь то синтез белка или создание креатинфосфата как энергоносителя, - неообходимые питательные вещества уже находятся на месте. Следовательно, организм в состоянии нормально функционировать, чего он не мог бы сделать при более строгих ограничениях в питательных веществах. Некоторые диетологи используют данную теорию применитедьно к тому, как питаться для максимального наращивания мышечной массы.
Необходимо помнить, что употребляемый белок должен быть полноценным, т. е. содержать все необходимые аминокислоты. Белок подразделяется на разновидности, обладающие различным уровнем усвояемости. Яйца, например, усваиваются примерно на 96%, так как в них очень хорошо сбалансировано содержание ценных аминокислот. Все прочие источники белка подразделяются по степени усвояемости в сравнении с яйцами. Яйца, таким образом, являются стандартом, согласно которому определяется усвояемость всех остальных источников белка. Второе место по усвояемости занимает молоко, его коэффициент равен 60%. Затем идет мясо с коэффициентом, равным 40%. У овощей этот показатель равен в лучшем случае 15%. Таким образом, придерживаясь разнообразной диеты, спортсмен получает в пище все необходимые аминокислоты. При оценке сбалансированности белков, также учитывают, что на белки животного происхождения должно приходиться около 55% общего количества белка.

источник журнал "Химия и жизнь" 2005 №4 стр 33
Кандидат химических наук А.С.Садовский

Мясной вкус

Глутаминовая кислота (glu) и ее производные участвуют во многих жизненно важных процессах. В учебниках их описание занимает две полновесные главы, поэтому остановимся на главном. Закодированные в геноме аминокислоты, из которых мы и состоим, принято называть мужскими именами. Исключение — две дикарбоновые: аспарагиновая и героиня рассказа — глутаминовая кислота. Ее открыл Г.Риттхаузен в 1868 году, и название по традиции определил источник — мучной клейстер (англ. glue). Амид этой кислоты — глутамин (gln) во многом ведет себя как монокарбоновая аминокислота и даже имеет свой код в геноме. В начале прошлого века профессор Токийского университета К.Икеда выделил из водоросли ламинарии мононатриевую соль глутаминовой кислоты (МСГ). Мы специально так подобрали название, чтобы аббревиатура совпала с распространенной в США — MSG (Mono Sodium Glutamate). Для обозначения вкуса МСГ Икеда ввел специальный термин «umami», не поддающийся точному переводу с японского. По причине отсутствия ему аналогов термин, наряду со словосочетанием «мясной вкус», постепенно вошел и в западную литературу. Ламинария, а в Японии это традиционная еда, содержит до 1% МСГ. Вскоре концентрат МСГ («аджиномото») поступил в продажу и быстро стал популярен в Азии. После Второй мировой войны широкому распространению МСГ в качестве пищевой добавки в США посодействовали интенданты: они заметили, что в рационе японской армии МСГ применяли для облагораживания пищи и придания ей вкуса, похожего на мясной. Истории МСГ уделено столько места потому, что признание «umami» в качестве пятого основного вкуса (помимо горького, сладкого, соленого и кислого) повлекло изменение вековых представлений об этом виде ощущений. Пара МСГ/glu, практически не обладающая собственным вкусом, возбуждает рецепторы языка, которые реагируют на белковую пищу. От исследований в этой области можно ожидать не только любопытных открытий, но и практических новинок. Интерес у общественности вызван еще и тем, что несколько процентов населения Европы и Северной Америки испытывает аллергическую непереносимость к МСГ. Иногда буквально щепотки его хватает, чтобы вызвать довольно острую и неприятную реакцию («синдром китайского ресторана») и даже привести к судебным разбирательствам. Присутствие глутаматов в продуктах стали маркировать на этикетках в Европе (Е620- Е625) и Австралии (621-625). Официально же МСГ и glu признаны безопасными, и, более того, glu и gln используют как профилактические и лечебные средства. Иски к природе не предъявишь, но мы с белками ежедневно получаем около 20 грамм gln, и в организме он без особого труда гидролизуется до glu (и это столь же неизбежно, как реклама на ТВ). Добавочное количество gln и glu стимулирует иммунитет и интенсивность анаболизма в целом, поскольку переходы glu в альфа-кетоглутарат на стадии трансаминирования сопровождают синтез всех заменимых аминокислот (glu и gln тоже заменимые). Глутаминовая кислота и ее производные — это главные действующие лица на сцене метаболизма азотсодержащих веществ. В тканях головного мозга глутаминовая кислота путем декарбоксилирования частично переходит в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Пара glu/ГАМК здесь уже исполняет роль медиаторов прохождения нервных импульсов возбуждение/торможение. Более известно подобное действие адреналина, всего же нейромедиаторов около десятка. Для glu гематоэнцефалический барьер почти не преодолим в отличие от gln, так что последний, проникая в мозговую ткань, и служит исходным сырьем для ГАМК. Тем не менее glu иногда используется для лечения некоторых психических заболеваний.

источник http://ostanovis.com/theory/14-aminokisloty-ih-svoystva-i-rol-v-organizme/

Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы или «строительные кирпичики», образующие белки. Аминокислоты на 16% состоят из азота, это является основным химическим отличием от двух других важнейших элементов питания - углеводов и жиров. Важность аминокислот для организма определяется той огромной ролью, которую играют белки во всех процессах жизнедеятельности. Любой живой организм от самых крупных животных до крошечного микроба состоит из белков. Разнообразные формы белков принимают участие во всех процессах, происходящих в живых организмах. В теле человека из белков формируются мышцы, связки, сухожилия, все органы и железы, волосы, ногти; белки входят в состав жидкостей и костей. Ферменты и гормоны, катализирующие и регулирующие все процессы в организме, также являются белками.

Дефицит белков в организме может привести к нарушению водного баланса, что вызывает отеки. Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми. Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Таким образом, именно аминокислоты, а не сами белки являются наиболее ценными элементами питания.

Помимо того, что аминокислоты образуют белки, входящие в состав тканей и органов человеческого организма, некоторые из них выполняют роль нейромедиаторов ( нейротрансмиттеров ) или являются их предшественниками. Нейромедиаторы - это химические вещества, передающие нервный импульс с одной нервной клетки на другую. Таким образом, некоторые аминокислоты необходимы для нормальной работы головного мозга. Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции. Некоторые аминокислоты непосредственно снабжают энергией мышечную ткань.

Существует около 28 аминокислот. В организме человека многие из них синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей. К таким незаменимым аминокислотам относятся - гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. Аминокислоты, которые синтезируются в печени, включают аланин, аргинин, аспарагин, аспартовую кислоту, цитруллин, цистеин, гамма - аминомасляную кислоту, глютамовую кислоту, глютамин, глицин, орнитин, пролин, серин, таурин, тирозин.

Процесс синтеза белков постоянно идет в организме. В случае, когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование белков приостанавливается. Это может привести к самым различным серьезным проблемам - от нарушения пищеварения до депрессии и замедления роста.

Как возникает такая ситуация? Легче, чем это можно себе представить. Многие факторы приводят к этому, даже, если ваше питание сбалансировано и вы потребляете достаточное количество белка. Нарушение всасывания в желудочно - кишечном тракте, инфекция, травма, стресс, прием некоторых лекарственных препаратов, процесс старения и дисбаланс других питательных веществ в организме - все это может привести к дефициту незаменимых аминокислот. В настоящее время можно получать незаменимые и заменимые аминокислоты в виде биологически активных пищевых добавок. Это особенно важно при различных заболеваниях и при применении редукционных диет. Вегетарианцам необходимы такие добавки, содержащие незаменимые аминокислоты, чтобы организм получал все необходимое для нормального синтеза белков.

При выборе добавки, содержащей аминокислоты, предпочтение следует отдавать продуктам, содержащим L - кристаллические аминокислоты, стандартизированные по Американской Фармакопее ( USP ). Большинство аминокислот существует в виде двух форм, химическая структура одной является зеркальным отображением другой. Они называются D - и L - формами, например D - цистин и L - цистин. D означает dextra ( правая на латыни ), a L - levo ( соответственно, левая ). Эти термины обозначают направление вращения спирали, являющейся химической структурой данной молекулы. Белки животных и растительных организмов созданы в основном L - формами аминокислот ( за исключением фенилаланина, который представлен D, L - формами ). Таким образом, пищевые добавки, содержащие L - аминокислоты, считаются более подходящими для биохимических процессов человеческого организма.

Свободные, или несвязанные, аминокислоты представляют собой наиболее чистую форму. Они не нуждаются в переваривании и абсорбируются непосредственно в кровоток. После приема внутрь всасываются очень быстро и, как правило, не вызывают аллергических реакций. Если вы принимаете комплекс аминокислот, включающий все незаменимые, это лучше делать за 30 минут до еды.

Статья из журнала «Химия и жизнь» №9 за 1984 год (http://school-collection.edu.ru/catalog/res/8ccff9...6-816b-26bb-93574f872c36/view/)
Автор - доктор медицинских наук В. А. КОНЫШЕВ

Ни одна наука не может развиваться без борьбы мнений, и наука о питании не составляет исключения. Однако она находится в особом положении: каждый человек, являясь потребителем пищи, имеет свои привычки, вкусы и воззрения на этот предмет. Поэтому споры выходят за рамки дискуссий специалистов, в эту область то и дело вторгаются люди, далекие от научных исследований, но все же считающие себя компетентными в области питания. Вряд ли кто-нибудь рискнет давать советы хирургу или офтальмологу; а ведь наука о питании — тоже раздел медицины...
К сожалению, поспешные, недостаточно обоснованные и спорные концепции питания принимаются некоторыми людьми за истину*. Попробуем разобраться, что к чему.
* Специалистов-медиков отсылаем к обзору В. А. Конышева в журнале «Вопросы питания» (1983, № 6); в 1985 г. издательство «Медицина» выпускает книгу того же автора — «Питание и регулирующие системы организма», подробно освещающую вопросы, затронутые в статье.— Ред.

ОРГАНИЗМ И ЭНЕРГИЯ

В античном мире было распространено убеждение, будто существует особая «живая сила». Даже в начале нашего столетия многие специалисты полагали, что организмам присуща некая «живая» форма энергии, отличная от форм энергии, распространенных в неживой природе. И хотя Ю. Р. Майер еще в прошлом веке доказал, что растения трансформируют световую энергию солнца в энергию химических связей синтезируемых ими веществ, что далее эта энергия поступает с питанием в организмы животных и человека, идея эта не была понята современниками Майера. Ее поддержал и развил К. А. Тимирязев; он рассматривал органические вещества растений как концентрат солнечной энергии. Так возникло учение о пищевых цепях — о рядах организмов, через которые передается энергия, полученная от солнца.
Было твердо установлено, что по ходу пищевых цепей энергия не исчезает и не появляется, но все большая ее часть преобразуется в тепло и рассеивается в пространство. Так, Г. Одум подсчитал: надо около 8000 кг люцерны, чтобы выкормить телят общей массой 1000 кг, а мяса этих телят было бы достаточно, чтобы вырастить 12-летнего мальчика весом 47 кг; иными словами, на построение организма используется все меньшая часть энергии.
Как ни странно, представление о «живой» энергии, давно отвергнутое наукой, оказалось живучим, и время от времени оно появляется на страницах популярных изданий. Г. С. Шаталова, не приводя каких-либо доказательств существования этого вида энергии, настаивает на том, что необходимо учитывать «живую» энергию, и с поправкой на нее снижает калорийность рациона человека до 1000 ккал в сутки («Наука и жизнь», 1979, № 12). Н. Агаджанян и А. Катков в книге «Резервы нашего организма» ссылаются на существование в пищевых продуктах еще одного вида энергии, которым пренебрегают специалисты: эта энергия заключена в фосфатах. Однако расчеты показали, что макроэргические соединения фосфора (например, АТФ) даже при весьма завышенной оценке их роли способны дать лишь стотысячные доли процента от энергии белков, липидов и углеводов. К тому же в пищеварительном тракте не обнаружены системы, способные усваивать энергию фосфатов.
Словом, материализовать «живую» энергию и доказать ее роль в питании не удается. Что же касается практики, то трагический опыт последней мировой войны показал, что рацион с энергетической ценностью около 1000 ккал неизменно вызывал тяжелые дистрофические изменения организма.
Некоторые авторы суммируют энергию, заключенную в химических структурах пищи, с энергией комфортного тепла. Так, в книге «Происхождение человека и общества» (М., 1982) И. Л. Андреев пишет, что предок человека, не умевший пользоваться огнем, получал ежедневно менее 2000 ккал, а овладев огнем, получал 5000 ккал, из которых 3000 приходилось на пищу и 2000 — на комфортное тепло. Не вдаваясь в анализ абсолютных величин, отметим, что комфортное тепло вовсе не равнозначно энергии пищевого рациона. Оно снижает отчасти затраты пищевых веществ на выработку тепла, но по законам термодинамики не может быть преобразовано в изотермических системах (в том числе и в организме человека) в другие виды энергии — механическую, энергию химических связей и т. п. Тот факт, что человек использует комфортное тепло, не противоречит концепции пищевых цепей.
Рассматривая поток энергии, проходящий через пищевые цепи и отдельные организмы, специалисты порой абстрагируются от конкретных пищевых веществ, заключающих в себе эту энергию, и рассматривают калорийность рациона, его энтропию или соответствующее количество термодинамической информации, не связывая их с той или иной пищей. А затем, переходя к рекомендациям, забывают иногда, что человеку нужны не килокалории энергии и не биты информации вообще, а конкретный набор веществ, несущих энергию. Наиболее яркий пример такого обезличивания рациона — модная в семидесятые годы «очковая диета», предписывающая для профилактики есть столько пищи, чтобы набрать определенное число очков (все пищевые продукты, включая алкогольные напитки, оценивались в очках). Каждый мог выбрать себе рацион по желанию, причем белки, жиры, углеводы рациона и даже спирт оказались в этой диете взаимозаменяемыми, хотя организму нужна не сумма очков, а набор пищевых веществ в определенном соотношении. «Очковая диета», как и следовало ожидать, оказалась вредной и, к счастью, уже вышла из моды.
Примерно по той же причине неудачны попытки выразить пищевую ценность рациона числом бит содержащейся в нем термодинамической информации, а ценность белков пищи — через спектральные характеристики аминокислот. Еще раз: организму нужен набор конкретных веществ (в том числе аминокислот), а не сумма их физико-химических свойств. Еще в 1919 г. В. И. Ленин писал в записке в ЦСУ, что нормой питания необходимо «считать, сколько надо человеку, по науке, хлеба, мяса, молока, яиц и т. под., т. е. норма не число калорий, а количество и качество пищи» (Полн. собр. соч., т. 40, с. 342).

СКОЛЬКО ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ НУЖНО ЧЕЛОВЕКУ?

Организму нужны белки, липиды (жиры), углеводы, витамины, минеральные вещества, а также растительные пищевые волокна. Из 20 аминокислот, входящих в состав белков, восемь, как правило, не синтезируются в. организме взрослого человека; не синтезируются также полиненасыщенные жирные кислоты. Число витаминов, абсолютно необходимых человеку, превышает 10, число необходимых человеку (эссенциальных) минеральных элементов — не менее 15 (их выявление еще не завершено). Соответственно любая концепция питания человека должна принимать во внимание потребность в десятках разнообразных веществ, неспособность организма синтезировать многие из этих соединений из других компонентов пищи и, наконец, существование оптимальных соотношений между веществами.
Психологи утверждают, что человеку трудно проводить логические операции с числом объектов более 4—7 и нередко многообразие окружающего мира искусственно сводится к группам небольшой численности, от семи дней недели до семи чудес света. Неудивительно, что многие «теории» питания выделяют из многообразия пищевых веществ и пищевых продуктов несколько наиболее важных с субъективной точки зрения; остальные вещества такими теориями игнорируются. Едва ли не самый яркий пример такого рода представлений — это «учение» макробиотиков и представления Д. С. Джарвиса. Макробиотики стремятся продлить жизнь человека, поддерживая оптимальное (с их точки зрения) соотношение в пище калия и натрия, щелочных и кислых эквивалентов и избегая закисления организма; Д. С. Джарвис требует вводить в рацион каждого человека яблочный уксус и не пользоваться мылом, чтобы не защелачивать организм. Неудивительно, что у строгих последователей учения макробиотиков были отмечены случаи цинги — ведь необходимость в витамине С во внимание не принимается, а злаковые рационы макробиотиков оказались слишком бедны аскорбиновой кислотой.
Поддерживать оптимальные соотношения калия и натрия, кислых и щелочных эквивалентов надо, но только в сочетании с другими мерами по охране здоровья, включая рациональное содержание в пище десятков компонентов. Так, ограничение поваренной соли и частичная замена ее солями калия нашли применение в профилактике и лечении гипертонической болезни, но не сами по себе, а в целом лечебно-профилактическом комплексе.
Надежда на то, что заболеваний можно избежать, питаясь отдельными продуктами (которым приписывается при этом некая особенная роль), есть не более чем попытка подогнать многообразие факторов под простейшие логические схемы с немногочисленными объектами. Среди таких ложных увлечений назовем обязательное введение в рацион орехов или раков. Безусловно, эти продукты полезны, но, во-первых, их постоянное употребление не окажет чудодейственного влияния на здоровье и, во-вторых, будет чрезмерно обременительным для личного бюджета. Не следует также возлагать излишних надежд на употребление чайного гриба (японского, индийского гриба, гриба йогов). У чайного гриба действительно приятный вкус, он может принести облегчение при гастритах с пониженной кислотностью — но не более того.
Еще в 1623 г. Т. Кампанелла писал о жителях «Города Солнца»: «Один день они едят мясо, другой — рыбу, третий — овощи, а затем возвращаются снова к мясу, дабы не отягощаться, не изнуряться». И впоследствии не¬которые авторы ратовали за раздельное употребление одних продуктов и совместное, но в строгом сочетании — других. Так случилось, что в нашей стране эти идеи стали известны широкой публике благодаря книгам Г. Шелтона, причем некоторые люди воспринимают концепцию раздельного питания как нечто новое, на пути которого стоят догматики. Это мнение ошибочно.
Желательные и нежелательные сочетания пищевых продуктов действительно существуют. Так, когда мы едим гречневую кашу с молоком, то эссенциальные аминокислоты и сам белок усваиваются лучше, чем при раздельном употреблении названных продуктов. Благоприятным оказалось сочетание трескового филе с творогом (был даже разработан новый пищевой продукт на их основе). А вот сочетание в салатах огурцов и помидоров нежелательно, так как один из ферментов огурца разрушает аскорбиновую кислоту, входящую в состав помидоров.
Чем глубже специалисты изучают особенности взаимодействия десятков веществ, входящих в пищевые продукты, тем больше они выявляют желательных и нежелательных взаимодействий. Но это не может служить основой для твердых рекомендаций, типа «можно — нельзя»: от салата из огурцов и помидоров вреда не будет, просто мы получим немного меньше витамина С. К тому же сочетания продуктов, полезные по одной причине, часто оказываются нежелательными по нескольким другим причинам — ведь в каждом множество компонентов и число сочетаний весьма велико.
Вот почему многие сочетания продуктов, целесообразные по Шелтону, критикуются его противниками, и, напротив, сочетания, рекомендуемые официальной наукой о питании, не укладываются в концепцию Шелтона, которая, кстати, так и не подтверждена данными физиологии и во многом остается умозрительной.
Что же касается раздельного питания в классическом виде (как у Кампанеллы), то в нем исключено взаимное обогащение эссенциальными веществами, и организм несколько дней в неделю не получает растительных волокон, которые благоприятно влияют на обмен холестерина, связывают токсические вещества, в том числе ионы тяжелых металлов, и способствуют работе кишечника. Пищеварительная система адаптируется к определенному виду пищи, вырабатывая требуемые ферменты в требуемых количествах, но никто не доказал, что раздельное питание благоприятствует такой адаптации. Более того, можно полагать, что происходит обратное: приспособившись на протяжении дня к какой-то определенной пище, организм может оказаться не готовым к ее смене. При смешанном питании система работает мобильнее и легче переключается.
Читать далее>>>