Липопротеины входят в состав клеточных мембран. В качестве простетической группы они содержат различные жироподобные вещества. В животных липопротеинах липидная часть представлена в основном фосфолипидами и холестерином. Растительные липопротеины имеют более разнообразные небелковые компоненты. Кроме фосфолипидов, в их состав входят гликолипиды, сульфолипиды, разнообразные стероиды и терпеноиды. Особым разнообразием липидных компонентов отличаются липопротеины мембран хлоропластов.
Гликопротеины имеют в своем составе углеводы и их производные —глюкозу, маннозу, галактозу, глюкозамин, глукуроновую кислоту и др. Сахар обычно связан с остатками серина, треонина, оксипролина или аспарагиновой кислоты. Примером гликопротеинов могут служить запасный белок бобовых — вицилин, ферменты — пероксидаза и глюкооксидаза, ядовитый белок рицин из семян клещевины. Рицин необратимо инактивирует рибосомы.
К гликопротеинам относится группа растительных белков, которые называют фитогемагглютининами, или лектинами. Первое свое название они получили потому, что вызывают агглютинацию эритроцитов. Они также способны агглютинировать раковые клетки, связывать и осаждать полисахариды и гликолипиды, стимулировать митозы у некоторых типов клеток.
|
|
Роль лектинов в растениях еще далеко не выяснена. Предполагают, что они участвуют в «узнавании» клубеньковыми бактериями растения-хозяина и в создании устойчивости растений к патогенным грибам. Размещаются лектины под плазмалеммой растительной клетки.
Хромопротеины — это белки, содержащие окрашенную простетическую группу. К ним относятся белки, связанные с хлорофиллом, каротиноидами, фитохромами, а также цитохромы, ферредоксин, пластоцианин. Хромопротеины участвуют в процессах фотосинтеза, дыхания, в различных окислительно-восстановительных реакциях.
Нуклеопротеины растений подобны таким же белкам животных. Они сходны по строению, свойствам и функциям.
Растительные белки различаются по составу аминокислот и их соотношению. В одних белках некоторые аминокислоты могут отсутствовать или содержаться в очень малых количествах, в других их может быть очень много. Например, в зеине кукурузы почти нет лизина и мало триптофана, но, в то же время, много глутаминовой кислоты, лейцина, пролина и аланина. В глиадине пшеницы мало триптофана, но очень много (до 50%) глутаминовой кислоты и глутамина. В белке клубней картофеля много лизина.
Некоторые аминокислоты всегда содержатся в растительных белках в большом количестве — более 5-8%. Это аспарагиновая и глутаминовая кислоты, их амиды, пролин, лейцин и изолейцин. Других аминокислот в белках почти всегда мало — до 3%. Это — лизин, триптофан, гистидин, метионин и цистеин.
|
|
Как известно, ряд аминокислот в животном организме не синтезируется, поэтому они должны поступать в организм вместе с пищей. Это так называемые незаменимые аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, лизин, триптофан, гистидин, треонин, метионин, фенилаланин, аргинин.
Аргинин образуется в животном организме, но очень медленно, поэтому требуется его поступление с пищей.
Белки делят на полноценные и неполноценные. Полноценные белки имеют все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве. Принято говорить, что у них сбалансированный аминокислотный состав. Неполноценные белки не имеют в своем составе отдельных незаменимых аминокислот или их содержание очень низкое. Эталоном сбалансированного аминокислотного состава служат белки молока и яиц.
Животные белки в основном полноценные, тогда как среди растительных белков много неполноценных. Белки зерновых культур бедны лизином и триптофаном, у большинства бобовых в белках недостает метионина. Однако и среди растительных белков есть полноценные. Это, например, белки картофеля и овощей (морковь, свекла, капуста, огурцы, помидоры и др.). Белки некоторых бобовых близки к полноценным, а белки сои имеют уравновешенный аминокислотный состав.
Проблема пищевого белка. Проблема состоит в том, что в мире не хватает пищевого белка, и почти половина населения земного шара испытывает белковое голодание. Особенно велик недостаток белка в тропических странах, где основной пищей местного населения служат плоды.
Ученые установили, что суточная потребность человека в белке равняется 100 г. Однако это в среднем. Молодым растущим организмам требуется больше белка, старым — меньше. При этом имеется в виду полноценный белок, неполноценного же белка необходимо больше для покрытия суточной потребности в незаменимых аминокислотах.
Недостаток белка в пище отрицательно сказывается на здоровье человеческого организма, особенно молодого.
Потребность человека в белке покрывается на 10-30% животными белками, а на 70-90% — растительными. Причем в развитых странах население потребляет больше животных белков (отношение их к растительным 0,9-0,8), а в слаборазвитых намного меньше (отношение— 0,5-0,4 и ниже).
Ученые всего мира заняты поисками путей более эффективного использования традиционных источников пищевого белка и новых его ресурсов. Это касается как животного так и растительного белка.
Однако, как говорилось выше, основную массу пищевого белка дают растения, и перспективы решения белковой проблемы связаны, прежде всего, с увеличением массы именно растительного белка. Тем более что растительный белок является первичным и его производство раз в 5 дешевле животного. Правда, многие белки растений неполноценны да и усваиваются они хуже животных. Если усвоение наиболее полноценных белков молока и яиц принять за 100%, то белки зерновых культур усваиваются на 50%, бобовых — на 60-65%, овощей и семян подсолнечника — на 70%.
Традиционные пути увеличения массы пищевого белка и его качества связаны с растениеводством и селекцией: оптимизацией выращивания сельскохозяйственных растений с применением удобрений, биологически активных веществ, эффективной борьбой с болезнями, сорняками, вредителями, подбором и рациональным размещением культур, а также с выведением новых сортов с повышенным содержанием белка и лучшего его качества. Подсчитано, что увеличение содержания белка в зерне пшеницы всего на 1% может дать дополнительно 1 000 000 тонн белка.
Рассматриваются новые технологии помола зёрна. При традиционном помоле основная масса белка остается в отрубях. Это связано с тем, что под семенной оболочкой зерновок находится один слой клеток, содержащий белок (алейроновый слой). Он вместе с семенной оболочкой и оказывается в отрубях. Добавление отрубей к муке при выпечке хлеба повышает содержание в нем белка. Новые технологии помола направлены на то, чтобы алейроновый слой зерновок отделялся от семенной кожуры и попадал в муку.
|
|
Источником дешевого высококачественного белка являются водоросли. Они содержат 50-60% белка, а после соответствующей обработки усвоение его достигает 75-85%. В ряде стран (США, Япония, ФРГ) культивируют хлореллу. Ее употребляют в пищу после некоторой обработки, а также готовят из нее белковые добавки. Считают, что хлорелла дает не только высококачественный белок, но и другие ценные вещества, необходимые человеческому организму. Кроме того, считают, что она улучшает вкусовые качества других продуктов (соевого творога, колбасы, хлеба и др.). Однако культивирование хлореллы стоит дорого и требует больших энергетических затрат.
В некоторых странах в пищу используют сине-зеленую водоросль спирулину, содержащую, кроме ценного белка, много витаминов и других по- лезных веществ. Например, в Африке местные жители черпают спирулину из озера Чад плетеными корзинами, сушат ее на солнце и готовят из высохших водорослей различные блюда.
Ученые предложили новый источник полноценного белка — листья сельскохозяйственных растений. Они считают, что несмотря на низкое содержание белка в листьях, извлечение его и применение является выгодным по ряду причин.
1. При поедании листьев жвачные животные используют только 10-30% содержащегося в них белка, а при экстракции можно получить 50-60%.
2. Белки первично синтезируются в листьях, а затем в виде аминокислот транспортируются в другие органы. В процессе передвижения часть их теряется.
3. Белки извлекают из листьев молодых растений раньше, чем они повреждаются болезнями и вредителями, что также предотвращает потери белка.
|
|
4. После извлечения в оставшейся массе еще имеются белки, и ее можно использовать на корм скоту.
Белок из листьев предназначается для корма сельскохозяйственным животным. Его в промышленных масштабах получают в ряде стран (США, Франция), постоянно совершенствуют технологию с целью повышения выхода белка.
В настоящее время особенно широко используются белки семян сои, которые имеют достаточно сбалансированный аминокислотный состав и высокую перевариваемость. Из сои готовят многочисленные блюда с большим содержанием белка: соевое молоко, творог, соусы, котлеты, паштет и др. Кроме того, из сои получают белковые препараты, которые добавляют в различные пищевые продукты для повышения содержания в них белка (колбасы, сосиски, хлеб, кондитерские изделия и др.).
В связи с поиском источников белков и разработкой новых технологий их получения и обработки возникла идея создания искусственной пищи. Создавали искусственное мясо, рыбу, икру, сыры. Эти продукты полностью состояли из растительных компонентов, но должны были иметь вид, вкус и пищевую ценность животных. В 70-80-е годы в США и других странах появилось искусственное мясо (главным образом, в консервах), сыры. Однако широкого распространения эта идея не получила. Оказалось, во-первых, что растительные компоненты и технология их обработки очень дороги, и это делает искусственную пищу дороже натуральной, во-вторых, опыты по изготовлению искусственной пищи не всегда были удачными. Например, искусственные сыры в США имели вид и запах настоящих, а вкус оставлял желать лучшего: он был похож, как писали об этом газеты, на вкус ластика.