проблема белкового дефицита на земле.

БЕЛКИ В ПИТАНИИ ЧЕЛОВЕКА.
ПРОБЛЕМА БЕЛКОВОГО ДЕФИЦИТА НА ЗЕМЛЕ.
В.В. Воронов
Государственное бюджетное образовательное учреждение Республики
Мордовия среднего профессионального образования (среднее специальное
учебное заведение) «Торбеевский колледж мясной и молочной
промышленности»
Белки, или протеины (слово образовано от греческого protos, что
означает — первый, важнейший) — это основа строения и жизнедеятельности
организмов. Это «незыблемая» основа любого органа, будь то сердце или
почки, сухожилия или кровь. Они являются тем самым «транспортом», который
принимает участие в обменных процессах организма, в его пищеварении,
энергетическом обмене, ставит иммунитет на должный уровень, влияет на
усвояемость углеводов, жиров, витаминов и микроэлементов.
В организме постоянно происходит белковый обмен. Какие-то из белков
расщепляются,
какие-то
–
синтезируются,
соединяются
между
собой,
распадаются, выделяя при этом энергию, за счет которой человек живет.
Однако не все белки, поступающие с пищей, ценны и превращаются в топливо
для организма. Большая часть аминокислот, особенно, приходящая «из
некачественной пищи», просто выводится. Поэтому очень важно не только есть
белковую пищу, но и обращать внимание на ее качество. Инсулин и гемоглобин
– важные для здоровья белки, избыток или недостаток которых может привести
к страшным последствиям.
Считается, что норма для взрослого человека – от 1,0 до 1,7 г на кг веса,
однако очень важно еще учитывать особенности организма, и то, как живет
человек и чем занимается. Например, мужчинам, которые больше двигаются,
выполняют более тяжелую физическую работу, требуется больше белка,
нежели женщинам. Детям же белок необходим вдвойне, так как их организм
растет, и требует строительные кирпичики в должном количестве. Беременным
и кормящим мамам требуется белка 2 г на 1 кг массы тела, старикам – 1 г.
Роль белков в организме настолько высока, что при их недостатке, а тем
более при отсутствии белков в пище, произойдут катастрофические нарушения
в работе большинства органов.
Что же случится с организмом, если он будет ощущать нехватку белка? В
первую очередь, не будет усваиваться кальций, а это значит, что кости станут
более хрупкими, нарушится процесс образования новых клеток костей и кожи,
разовьется атрофия мышц, кожа начнет шелушиться и будет очень сухой,
волосы могут начать выпадать, а ногти – ломаться. Кроме того, замедлится
выделение гормонов и снизится иммунитет человека, нарушится работа
нервной системы, может появиться цирроз печени, ожирение, и, что самое
важно, случится сбой в работе кроветворения.
К сожалению, отложить запасы белка «до лучших времен» организм не в
состоянии. И если сегодня вы съели достаточно, то усвоится ровно столько,
сколько необходимо, а остальное – в утиль, и завтра все нужно повторять
снова. Поэтому очень важен ежедневный сбалансированный рацион, в котором
будет присутствовать белок в достаточном, но не избыточном количестве.
Человек может получать белок животного и растительного происхождения,
причем пропорция их при этом должна быть 2 к 1. Мы хорошо перевариваем
рыбные и молочные продукты, белок из них отлично усваивается, а вот белки
из мяса и орехов с бобовыми – хуже. Лучше усваивается крольчатина, индейка,
курица, телятина, говядина, хуже – свинина, баранина.
Эффективность обмена белков в значительной степени зависит от
количественного и качественного состава пищи. При поступлении белков (с
пищей) ниже рекомендуемых норм, в организме начинают распадаться белки
тканей (печени, плазмы крови и т. д.), а образующиеся аминокислоты расходоваться на синтез ферментов, гормонов и других необходимых для
поддержания
жизнедеятельности
организма
биологически
активных
соединений. Повышенное количество белков в составе пищи значительного
влияния на обмен веществ в организме человека не оказывает, при этом
избыток продуктов азотистого обмена выводится с мочой. Состояние белкового
обмена в большей степени зависит от недостатка или отсутствия незаменимых
аминокислот. Клетки организма человека не могут синтезировать необходимые
белки, если в составе пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая
аминокислота. Синтез белков также нарушается, если часть аминокислот в
кишечнике разрушается патогенной микрофлорой, аминокислоты плохо
всасываются, а протеолитические ферменты желудочнокишечного тракта мало
активны. Удаление части аминокислот из организма с продуктами обмена
веществ обуславливает его отрицательный азотистый баланс.
Сегодня в мире существует дефицит пищевого белка и недостаток его в
ближайшие десятилетия, вероятно, сохранится. На каждого жителя Земли
приходится около 60 г белка в сутки, при норме 70 г. По данным Института
питания РАМН, начиная с 1992 г. в России потребление животных белковых
продуктов снизилось на 25-35% и соответственно увеличилось потребление
углеводсодержащей пищи (картофеля, хлебопродуктов, макаронных изделий).
Среднедушевое потребление белка уменьшилось на 17-22%: с 47,5 до 38,8 г/сут
белка животного происхождения (49% против 55% рекомендуемых); в семьях с
низким доходом потребление общего белка в сутки не превышает 29-40 г.
Снижение употребления белка с пищей соответствует современным
мировым тенденциям снижения степени обеспеченности населения Земли
белком. Общий дефицит белка на планете оценивается в 10-25 млн т в год. Из 6
млрд человек, живущих на Земле, приблизительно половина страдает от
недостатка белка. Нехватка пищевого белка является не только экономической,
но и социальной проблемой современного мира. Не во всех странах продукты
животного происхождения доступны широким слоям населения. В районах
тропической Африки, Латинской Америки и Азии, население которых занято
тяжелым сельскохозяйственным трудом, проблема обеспеченности белком яиц,
мяса и молока особенно острая. Пока животные белки будут оставаться ценным
источником питания, экономически развитым и богатым странам предстоит
найти решение важной проблемы: с одной стороны, это разработка
рациональных способов хранения и сбыта избытка продуктов животного
происхождения, а с другой - поиск путей получения новых ресурсов пищевого
белка.
Традиционным путем увеличения ресурсов пищевого белка является
повышение производительности растениеводства и животноводства на основе
технологий возделывания зернобобовых, масличных и злаковых культур,
употребляемых как непосредственно в пищу, так и на корм скоту. Наибольшие
количества белка, и особенно лизина, обеспечивают посевы зернобобовых
культур: сои, нута, чечевицы, гороха, люпина. Однако, бобовые культуры,
используемые непосредственно в пищу, не являются традиционными для
многих народов, к тому же трудно достичь высоких урожаев и расширения
площадей
посева
климатических
любой
условий
культуры
выращивания
в
силу
и
особенностей
применения
почвенно-
агротехнических
мероприятий.
Растительный рацион, содержащий полноценный белок в необходимом
количестве, может быть создан на основе использования пищевых продуктов,
полученных из разных источников. Например, кукуруза бедна триптофаном и
лизином, а бобовые - метионином, поэтому смесь, состоящая из кукурузы и
соевых белковых продуктов или овощей, обеспечивает поступление в организм
"качественного" белка. Возможность же использования однокомпонентного
состава диеты в пище человека повышается за счет практического применения
достижений генетики растений. В нашей стране и за рубежом выведены сорта
высоколизиновой кукурузы "Опейк-2", ячменя "Хайпроли", сорго, пшеницы с
повышенным количеством белка. Путем скрещивания, например, ячменя
"Хайпроли" с высокобелковыми мутантами, получены сорта с содержанием
лизина 4,5-4,8% и белка 13,5-15,5%. Создан гибрид ржи и пшеницы (тритикале)
с 3,7% лизина и средним содержанием белка 13,4%.
Увеличение количества пищевого белка за счет животноводства является
менее перспективным путем, по сравнению с растениеводством. На получение
1 кг животного белка, содержащегося в молоке, мясе и яйцах, требуется
израсходовать 5-8 кг кормового белка. При этом коэффициенты трансформации
растительных белков в белки высокопродуктивных животных и птиц очень
низкие (25-39%). В процессе трофической (пищевой) цепи теряется 60-75%
белка в непереваренных остатках корма, неутилизированных в организме
аминокислотах, выделяемых с мочой в виде продуктов распада, в процессах
обмена (движении, обновлении белков тканей и т. д.) и через кожно-волосяные
покровы. Особенно большие потери белков происходят за счет затрат на их
биосинтез,
так
как
животные
белки
значительно
отличаются
по
аминокислотному составу от белков растений. Отсутствие у животных
способности синтезировать ряд аминокислот приводит к тому, что свои
потребности в последних они удовлетворяют за счет повышенного количества
растительных
белков.
Организм
животного
может
синтезировать
ряд
недостающих аминокислот, но только в ущерб деятельности гормональной и
ферментативной систем. Отсюда актуальным является сбалансированное
кормление животных (отходы мясомолочной, рыбной промышленности,
соевый шрот и т.д.) в целях повышения коэффициента трансформации белков в
животноводческую продукцию.
В ближайшие годы растениеводство и животноводство, вероятно, будут
основными источниками пищевого белка, однако важное место в решении
белковой проблемы отводится и рыболовству. В то же время запасы
морепродуктов ограничены, поэтому поиск новых эффективных путей
покрытия белкового дефицита с учетом природных ресурсов каждой страны
остается актуальным. Так, в недавнем прошлом Россия была единственной
страной, производящей микробиологический белок для кормления животных БВК. Из объема свыше 1 млн т/год 60% продукции выпускалось на основе
парафинов нефти, а 40% - на основе гидролизатов древесины. Организация
производства белка осуществлялась и с использованием спирта и природного
газа. Такие технологические процессы экономически выгодны при отсутствии
соевого белка для кормления животных. По содержанию незаменимых
аминокислот и витаминов дрожжевая масса не уступает, а иногда даже и
превосходит соевые белки. Добавка БВК в корма экономит фуражное зерно (5 т
на 1 т БВК) и увеличивает привесы животных.
В
решении
проблемы
биотехнологическое
повышенным
дефицита
направление
содержаним
и
белка
получение
-
улучшенным
определилось
пищевых
качеством
новое
объектов
белка
с
методами
генетической инженерии. Сущноть генетической инженерии заключается в
переносе генов любого организма в клетку реципиента для получения растений,
животных
или
микроорганизмов
с
рекомбинированными
генами,
а
следовательно, и с новыми полезными свойствами. Растения, животные и
микроорганизмы,
полученные
генетической
инженерией,
называются
генетически измененными, а продукты их переработки - трансгенными
пищевыми продуктами.
Генетическая инженерия, или рекомбинация in vitro, включает выделение
чужеродного гена ДНК, получение гибридных молекул ДНК и введение их в
живые клетки модифицируемого, например, растения для получения новых
признаков организма.
Наиболее
интенсивно
проводятся
работы
с
такими
сельскохозяйственными культурами как соя, пшеница, кукуруза, томаты,
сахарная свекла, картофель, хлопчатник, рапс. Практические разработки уже
сейчас внедрены во многих странах мира, увеличиваются площади под
трансгенной соей, рисом, картофелем и ягодными культурами (малина,
клубника). С генетически измененной соей только в США выпускается около
3000 пищевых продуктов: супов, рыбных консервов, детских каш, соусов и т. д.
Продукты, полученные с использованием генов микроорганизмов и
растений, по сравнению с традиционными продуктами, содержат меньше
пестицидов, консервантов, остаточного количества тяжелых металлов, они не
требуют обработки химическими препаратами от вредителей. Трансгенная соя
и кукуруза устойчивее к сорнякам и насекомым, трансгенные томаты
невосприимчивы к вирусным заболеваниям, а ботва картофеля несъедобна для
колорадского жука. Соя, содержащая ген пшеницы, к примеру, имеет
биологическую ценность 1,0 против 0,92 у традиционной, а картофель,
полученный с пересаженным геном фасоли, содержит повышенное количество
белка (на 6%).
Одним из способов интенсификации производства продуктов питания с
повышенным
урожайных
содержанием
сортов
растений,
качественного
не
белка
подверженных
является
влиянию
внедрение
пестицидов,
гербицидов, инсектицидов, но обладающих рядом других полезных свойств
(морозоустойчивость,
засухоустойчивость,
отсутствие
способности
к
полеганию, определенные размеры семян и повышенная биологическая
ценность).
Потребление генетически модифицированных продуктов находится под
контролем специальных органов, так как введение в организм растений генов,
ответственных за синтез белков, например, альбуминов молока, яиц и т.д.,
заключает в себе опасность употребления в пищу продуктов питания,
непереносимых определенной группой людей (пищевая аллергия). Это может
быть связано с появлением антиалиментарных и токсичных веществ,
определяемых свойствами переносимых генов. При условии пересадки генов из
микроорганизмов может синтезироваться белок с низкой усвояемостью.
Таким образом признано, что ликвидация в питании человека дефицита
белка всеми эффективными методами, включая генетическую инженерию,
является одной из насущных проблем нашего столетия.