Биологична ценност на протеините

Ефективен ли е протеинът, който пием като добавка?

Сигурно често сте се питали защо едни суроватъчни протеини струват по-скъпо от други, при положение, че съдържат еднакъв процент концентрация на белтъци. Отговорът е върху етикетите. Най-често факторът, определящ цената, е PER.

За да изясним качествата на белтъците, трябва да разгледаме техните параметри за оценка. За да направим това, ви предлагаме извадка от научния труд на проф. Пенчо Далев, „Белтъци – източници и проблеми“.

Какво означава биологичната стойност (ценност) на протеините?

Това е показател, определящ степента на ефективност, с която организмът усвоява приетия от него белтък.

Ефективността пък от своя страна се характеризира с два показателя:

• степен на задържане на протеина в организма;
• балансираност на съдържащите се в него незаменими аминокиселини.

Досега няма изведени абсолютни количествени стойности за изразяване на биологичната стойност (БС) на белтъците, затова се използва сравнителна стойност, стандарт.

В спортното хранене този еквивалент е яйчният белтък. Приемайки го за единица или 100%, учените го съотнасят към всеки друг познат хранителен белтък.

От друга страна е установено, че средното съдържание на азот в белтъците е 16%. Това е основна изходна точка за всички методи, които качествено и количествено определят белтъците. За оценка на БС се използват две основни групи методи – биологични и химични.

Биологични методи за оценка на белтъците

Тези методи се базират на използването на опитни животни или микроорганизми и се считат за най-точните.

Азотен баланс

Основите по определянето му са поставени още с понятието „биологична ценност“ (Biological Value, BV). Той се изразява със съотношението BV = B/A, където B е задържаният в организма азот, а А – абсорбираният от храната чрез храносмилателната система азот.

Допълнителна характеристика на азотния баланс е индексът „чиста азотна утилизация“ (Net Protein Utilization, NPU). Той представлява съотношението на задържания азот (B) към общото количество азот в приетата храна (I), т.е. NPU= B/I.

Въведен е и друг показател за оценка на белтъците – степен на смилаемост (Digestibility, D), т.е. абсорбцията на разградения по храносмилателния път белтък.

Степента на смилаемост се изразява със съотношението D = A/I, a оттук става ясно, че NPU = BV.D

За оценка на степента на задържане на азота в организма съществуват разработени различни методи, като един от тях се основава на изменението на масата на тялото при приемане на единица маса белтък. Това съотнасяне се нарича „Коефициент на белтъчна ефективност“ (Protein Efficiency Ratio, PER).

PER= (W-Wk )/P, където Р е количеството белтък, съдържащо се в приетата за 24 часа храна, а W и Wk е масата на животното, съответно в края и в началото на опита. Този метод е приет за стандарт в бодибилдинга, защото е прост и лесно приложим при бързо покачващите тегло професионални културисти.

Трябва да се отбележи, че теглото на неизползващите стероиди билдъри има по-нисък прираст за денонощие – тогава това изменение е много трудно измерваемо.

Може ли да се твърди обаче, че PER на определен протеин е постоянна величина при всеки един организъм?

За получаване на стойностите PER за определен протеин изследванията се правят върху плъхове, следователно като цяло съотнасят аминокиселинния състав на определения белтък към аминокиселинните потребности на плъховете, а не на хората. Има обаче важни разлики между аминокиселинните потребности на плъховете и хората.

Например плъховете имат по-висока нужда от съдържащи сяра аминокиселини за подпомагане на растежа, отколкото новородените и подрастващите деца.

Разчитането на аминокиселинните потребности на плъхове или използването на плъхове в проучвания за оценка на PER при хора може да доведе до сравнително надценяване на качеството на определен протеин от животински произход като храна за хората и сравнително подценяване на качеството на поне някои растителни протеини като храна за хората.

Имайте това предвид, когато четете PER стойността върху опаковките!

Биохимични методи за оценка на белтъците

Основават се на оценка на количественото и качествено определяне на определни вещества (свободни аминокиселини например) в телесните течности, които са с изяснена зависимост с приетото количество протеин като храна. За оценка на хранителните качества на протеините най-често се използва съотношението на незаменимите спрямо заменимите аминокиселини в кръвната плазма – това е т.нар. „плазмен аминокиселинен коефициент“ (Plazma Amino Acid’s – ratio).

PAA-r =(B-A)/R, където B е концентрацията на определена аминокиселина в кръвната плазма след нахранване, А – концентрацията на същата аминокиселина, определена „на гладно“ и R – потребностите на организма от тази аминокиселина (тази стойност се измерва предварително).

Измерване посредством определяне на креатинина в урината

Установено е, че количеството креатинин, отделено в урината за 24 часа, е относително постоянна величина, зависеща от телесната маса.

Измерването се прави чрез хидроксипролинов индекс (HP-index), който е съотношение на концентрацията на хидроксипролин и произведението от концентрацията на креатинина и масата на тялото в килограми.

Химични методи за оценка на белтъците

Като показател при химичните методи се използва съотношението в концентрацията в милиграми на определена аминокиселина между един грам от изследвания белтък и един грам от приетия за еталон белтък, умножено по сто.

Това съотношение ще наричаме аминокиселинно число (или още химичен знак – score, SC).

Но за еталон невинаги се приема яйчният протеин. Често вместо него се използват казеин, овалбумин, смес яйчен-млечен, мускулни белтъци и др., което обаче води до неточности, защото те нямат постоянен аминокиселинен състав и се получават обърквания.

Затова ФАО/СЗО приема (след дълги изследвания с резултат, както се вижда – относително временен) „идеален“ белтък с точно определено аминокиселинно съдържание (1957 г).

През 1973 г. обаче ФАО/СЗО коренно променя тези стойности. Резултатите най-вероятно са опровергани от нови изследвания, с които (уви) не разполагаме, но все пак – дерзайте.

Ето скала на незаменимите аминокиселини по ФАО/СЗО и съдържанието им в някои пълноценни белтъци (милиграми аминокиселина в един грам белтък).

Потребност от аминокиселини при човека

Нормалният, неспортуващ организъм се нуждае от 8 незаменими, есенциални аминокиселини (АК): метионин, треонин, триптофан, левцин, изолевцин, лизин, фенилалвинин и валин.

В младите или спортуващи тела обаче постоянно се среща недостиг на 2 иначе производими от тялото АК – аргинин, глутамин (60% от аминокиселините в мускулния белтък са глутаминови) и хистадин. Това е така заради ускорения им растеж (мускули, кости, ставни връзки и др.), който изисква увеличен приток от аминокиселини.

В случай на недостиг на една или повече АК, в зависимост от времетраенето на този период е възможно развиването на „кахексов синдром“ (загуба на тегло, мускулно разграждане) – вследствие на хронично претрениране.

При хронична липса на определена есенциална АК се наблюдава загуба на апетит, отпадналост, раздразнителност и отрицателни стойности в азотния баланс на организма заради намаления прием на храна.

Съществува и една интересна зависимост. За запазване на азотния баланс при човек, който консумира балансирана смес от аминокиселини, е необходимо осигуряването на сравнително високо количество енергия.

При клиничен опит е установено, че когато като източник на азот се използва балансирана смес (заменими и незаменими) АК, за поддържане на равновесието се изразходват 45,5 ккал на 1 кг.

Ако вместо това се използва суров белтък, например казеин, азотното равновесие се запазва с 35 ккал на 1 кг разход. Този факт е обяснен с различната скорост на всмукване на аминокиселините в стомашно-чревния тракт.

Свободните АК се всмукват по-бързо от протеина заради необходимостта от протеолитично смилане на втория и поради вероятността от включване на допълнителни (още не напълно изяснени) регулаторни механизми, съпътстващи протеиновия синтез.