Podział białek
Białka mogą być podzielone ze względu na trzy kategorie: budowę chemiczną, funkcje biologiczne oraz miejsce występowania.
Białka proste składają się wyłącznie z aminokwasów, podczas gdy białka złożone zawierają także związki niebiałkowe, takie jak grupy prostetyczne. Przykłady białek złożonych to fosfoproteidy, nukleoproteiny, chromoproteiny, metaloproteiny, glikoproteiny i lipoproteiny.
W zależności od funkcji, białka można podzielić na: strukturalne, enzymatyczne, ochronne, transportowe, uczestniczące w skurczu mięśni, hormony oraz białka błon komórkowych.
Jeśli chodzi o miejsce występowania w żywności, białka mogą być pochodzenia zwierzęcego (mięso, wędliny, ryby, nabiał) lub roślinnego (produkty zbożowe, nasiona roślin strączkowych, warzywa, owoce).
Zawartość białka w różnych produktach jest zróżnicowana, na przykład mięso zawiera od 11 do 23% białka, podczas gdy produkty roślinne zazwyczaj zawierają od 1 do 2% białka, z pewnymi wyjątkami jak groch, fasola, soczewica i soja, które mogą zawierać od 21 do 25% białka.
Wartość odżywcza białek pochodzenia zwierzęcego i roślinnego
W zależności od wartości odżywczej można wyróżnić różne rodzaje białek:
- białka pełnowartościowe
- białka częściowo niepełnowartościowe
- białka niepełnowartościowe
Białka pełnowartościowe
Są to białka pochodzenia zwierzęcego, które zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy w odpowiednich proporcjach, co pozwala na maksymalne wykorzystanie ich do syntezy własnych białek organizmu.
Do białek pełnowartościowych zalicza się m.in.: mleko i jego produkty, mięso, ryby, drób oraz jaja (z wyjątkiem żelatyny i fibryny).
Białka częściowo niepełnowartościowe
Białka częściowo niepełnowartościowe zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy, ale niektóre z nich występują w zbyt małych ilościach, co sprawia, że nie zapewniają optymalnego wzrostu organizmu (np. białka zbożowe z niedostateczną ilością lizyny).
Białka niepełnowartościowe
Większość białek roślinnych ma mniejszą wartość odżywczą, ponieważ zawierają mniej niezbędnych aminokwasów. Białka niepełnowartościowe pochodzenia roślinnego nie są w pełni wykorzystywane do syntezy białek organizmu i często nie zapewniają nawet minimalnych potrzeb życiowych (np. żelatyna).
Jedynie białko soi, innych roślin strączkowych oraz orzechów wykazują stosunkowo dużą wartość odżywczą, ale nie mogą zastąpić w pełni białka zwierzęcego, takiego jak białko mleka.
Wartość odżywczą białka roślinnego można określić poprzez zawartość najmniejszej ilości egzogennego aminokwasu, który ma kluczowe znaczenie dla syntezy białka organizmu.
Białka zwierzęce a białka roślinne
Podczas zdrowego odżywiania dorosłego człowieka zaleca się, aby połowa spożywanego białka pochodziła z produktów zwierzęcych, a druga połowa z produktów roślinnych. Natomiast w przypadku dzieci, młodzieży, kobiet w ciąży i matek karmiących, białko zwierzęce powinno stanowić 2/3 spożywanego białka w ciągu dnia.
Łącząc w jednym posiłku produkty roślinne i zwierzęce, można uzyskać wartościowy posiłek pod względem składu aminokwasowego. Pełnowartościowe białka mleka dobrze uzupełniają białka z produktów zbożowych, które są ubogie w niektóre aminokwasy (takie jak lizyna, treonina i tryptofan).
W niektórych produktach mlecznych zawartość aminokwasów siarkowych (metionina i cysteina) może być nieco mniejsza. Dieta wegańska czy wegetariańska może sprawić trudności w uzyskaniu białek o dużej wartości biologicznej, dlatego konieczne jest odpowiednie zestawienie produktów roślinnych.
Znając skład aminokwasowy różnych białek, możemy stworzyć kombinacje białek roślinnych lub produktów roślinnych z dodatkiem białek zwierzęcych, aby zapewnić sobie odpowiednią wartość odżywczą.
Przy tworzeniu codziennej diety ważne jest odpowiednie uzupełnianie białek w posiłkach w odpowiednich odstępach czasu. W przeciwnym razie część białka może zostać zużyta jako źródło energii.
Trawienie białek w ustroju człowieka
Proces trawienia białek w organizmie człowieka zaczyna się w żołądku, gdzie kwaśne środowisko powoduje zmiany w strukturze białek. Następnie nadtrawiony pokarm przechodzi do dwunastnicy, gdzie enzymy trzustkowe rozkładają polipeptydy na krótsze fragmenty. Ostateczne rozszczepienie łańcucha peptydowego zachodzi w jelicie cienkim pod wpływem aminopeptydaz i dwupeptydaz. Wchłanianie aminokwasów odbywa się w jelicie cienkim, skąd trafiają one do krwi i są transportowane do wątroby, a następnie do wszystkich tkanek organizmu. Niestrawione białka są wydalane z organizmu wraz z kałem.
Rola białek w ustroju człowieka
Białka odgrywają kluczową rolę w organizmie.
- Pełnią funkcję budulcową i regeneracyjną dla komórek i tkanek, co jest konieczne dla wzrostu, rozwoju organizmu, odnowy tkanek oraz odporności na choroby.
- Stanowią istotny składnik krwi, limfy i mleka.
- Tworzą ciała odpornościowe, enzymy katalizujące procesy biochemiczne oraz płyny ustrojowe.
- Regulują ciśnienie krwi i utrzymują równowagę kwasowo-zasadową.
- Są nośnikiem niektórych witamin i minerałów.
- Przy spalaniu dostarczają energii organizmowi (1g białka = 4 kcal).
Zapotrzebowanie ustroju człowieka na białko
Zapotrzebowanie organizmu na białko zależy od wieku, płci, stanu fizjologicznego i masy ciała. Młode osoby w okresie wzrostu mają zwiększoną syntezy białka związaną z budową nowych struktur. Zalecane przez IŻŻ w Warszawie spożycie białka dla dorosłego człowieka (>19 lat) wynosi około 0,8 g białka na kg masy ciała, pochodzącego z różnych źródeł (zarówno zwierzęcego, jak i roślinnego). Kobietom w ciąży zaleca się większe spożycie białka (1,1 g/kg mc./d) oraz kobietom karmiącym piersią (1,3 g/kg mc./d), a także dzieciom i młodzieży. W przypadku stosowania zróżnicowanej diety, zawierającej mięso i inne źródła białka zwierzęcego, zaspokojenie minimalnego zapotrzebowania na aminokwasy egzogenne nie powinno stanowić problemu. Minimalna liczba porcji z piramidy żywieniowej IŻŻ w Warszawie zapewnia dostarczenie co najmniej 60 g białka: na przykład 1 szklanka mleka dostarcza 8 g białka, jedna porcja zbóż (1 szklanka) około 2 g białka, a jedna porcja warzyw (1 szklanka surowych lub 1 szklanka gotowanych) – 2 g białka.
Znaczenie białka dla zdrowia człowieka
Niedobór białek
Niedobór białek prowadzi do wystąpienia kwashiorkoru, co objawia się zahamowaniem wzrostu i dojrzewania, niedoborem albumin, apatią, brakiem łaknienia, zmianami skórnymi przypominającymi pelagrę oraz nacieczeniami tłuszczowymi wątroby.
Niedobory białek są szczególnie niebezpieczne dla dzieci, powodując zahamowanie wzrostu i rozwoju intelektualnego, a także zmniejszenie masy ciała, oraz dla kobiet w ciąży, gdzie białko jest niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju płodu, a także do produkcji większej ilości krwi matce i dziecku.
Niedożywienie białkiem w okresie życia płodowego oraz u niemowląt hamuje zarówno rozwój fizyczny, jak i umysłowy, zwiększając podatność na choroby infekcyjne. Podczas karmienia piersią białko jest kluczowe dla wzmożonej produkcji mleka. Niedobór białka może wynikać nie tylko z jego niskiej podaży w diecie, ale także z nieprawidłowego wchłaniania i przyswajania (np. przy chorobach wątroby, nerek, przewlekłych biegunek).
Nadmiar białka
Nadmiar białka również jest niewskazany, gdyż niewykorzystany azot musi zostać usunięty z organizmu. Z jonu aminowego (z zawartością azotu) i dwutlenku węgla w wątrobie powstaje amoniak, który przekształcany jest w mocznik i wydalany przez nerki.
Nadmierna podaż białka w stosunku do zapotrzebowania organizmu prowadzi do wzrostu ilości wydalanych związków azotowych, obciążając dodatkowo nerki i wątrobę. Nadmiar białka u niemowląt może objawiać się biegunkami, kwasicy, odwodnieniem, hiperamonemią oraz gorączką. Dodatkowo nadmierna konsumpcja białka często wiąże się ze zwiększonym spożyciem mięsa, wędlin i serów, które są bogate w tłuszcz.
Dieta wysokobiałkowa może przekształcić się w dietę wysokotłuszczową, co może prowadzić do otyłości, zaburzeń lipidowych, miażdżycy i nadciśnienia tętniczego. Spożycie zbyt dużych ilości białka może zaburzać metabolizm aminokwasów, zwłaszcza metioniny, szczególnie przy niedostatecznym spożyciu witamin z grupy B (głównie witaminy B6), co zwiększa ryzyko wystąpienia miażdżycy.
Długotrwałe stosowanie diety bogatej w białko prowadzi do wzmożonego wydalania wapnia z moczem. Brak odpowiedniego spożycia wapnia i witaminy D wraz z dietą wysokobiałkową zwiększa ryzyko osteoporozy. Zbyt duża podaż białka może prowadzić do kamicy nerkowej i dny moczanowej, dlatego zaleca się właściwe spożycie białka, a dietę wysokobiałkową stosować jedynie w stanach chorobowych, jak wyniszczenie czy przewlekłe choroby wątroby.
Należy pamiętać, że organizm człowieka nie ma zdolności magazynowania białka, dlatego konieczne jest jego regularne spożywanie w diecie, aby zapewnić odpowiednią podaż.