Биологическая ценность белков

Попробуем разобраться что скрывается за этим понятием, от чего оно зависит и почему один и тот же продукт может иметь ценность от 1 до 159.

Казалось бы, очевидный факт – употребил белок, он расщепился на аминокислоты, они усвоились. Однако, употребление одинакового количества (но разного качества) белка может приводить к совершенно разным результатам. От наступления положительного азотного баланса и анаболизма (например, молочные белки) и до отрицательного баланса и катаболизма (желатин). Здесь мы сталкиваемся с понятием доступности структуры белка для пищеварительных ферментов, что в случае желатина достаточно сложно, а в случае некоторых белковых структур (шерсть, перья) и вовсе невозможно.

От факта переваривания белков перейдем к наличию аминокислот. В нашем питании 10 аминокислот являются полностью или частично незаменимыми – организм не способен их самостоятельно синтезировать. Часть белковых продуктов (особенно растительного происхождения) имеет существенные недостатки по отдельным позициям аминокислот. Растительные белки уступают животным чаще всего по содержанию лизина, метионина и триптофана. Более того, растительные белки, особенно злаковых, полностью не перевариваются, так как защищены оболочкой, состоящей из целлюлозы и других полисахаридов, которые не расщепляются нашими пищеварительными ферментами.

Какие же последствия может иметь такое несбалансированное питание? Например, недостаток в питании аминокислот валина и лизина приводит к остановке роста. Экспериментально показано, что добавление к белку кукурузы триптофана предотвращало снижение массы тела, но не увеличивало рост; и только при добавлении еще и лизина масса тела прогрессивно нарастала. Следует заметить, что существуют механизмы взаимопревращения аминокислот, однако они ограничены. Незаменимый фенилаланин может быть частично компенсирован заменимой аминокислотой тирозином, потребность в метионине компенсируется цистеином, глутаминовая кислота снижает потребность в аргинине, аспарагиновая и глютаминовая кислоты способны синтезироваться из альфа-кетокислот цикла лимонной кислоты, однако при этом возрастает потребность и, по сути, нецелевое использование незаменимых аминокислот, выступающих для таких реакций источником атома азота.

Отсюда следует, что наиболее разумным путем будет использование в питании сбалансированных белков. В противном случае, придется составлять рацион комбинируя взаимно дополняющие друг друга неполноценные белки, при этом эффект от такого сочетания достигается только при одновременном (или не превышающим нескольких часов) приеме т.к. аминокислоты не имеют свойства накопления, что еще больше усложняет ситуацию.

Для оценки полезности белка в питании с давних пор пытались вывести различные оценочные шкалы. Ранние методы определения биологической ценности использовали в качестве показателя азотный баланс и привязывались к определенному белку как к эталону. В качестве такого эталона использовали цельный яичный белок.
Более прогрессивный метод – аминокислотного скора (подсчета), путем сравнения состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот гипотетического идеального белка. Существует несколько способов расчета, наиболее простым из которых является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокислоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой. При этом методе принято присваивать биологическую ценность белка равной незаменимой аминокислоте, содержание которой имеет наименьшее значение.

Примеры такого подхода: молочный белок – 94 (лимитирующий фактор - серусодержащие аминокислоты казеина), белок риса – 69 (лимитирует лизин). Но при этом по разветвленным аминокислотам БЦАА молочный белок будет иметь биологическую ценность от 117 до 136.

Второй вариант расчета – отношение общего содержания незаменимых аминокислот (НАК) к общему азоту белка. Выраженное в граммах НАК к 1 г азота. Все значения, что ниже 2.5 – признак неполноценного белка. В такой шкале мы будем иметь: яйцо – 3.2, молоко – 3.1, мясо – 2.8-2.9, рыба – 2.7, белок пшеницы – 2.0. А возможен расчет и просто по суммарному содержанию всех НАК в 100 г белка (в такой шкале неполноценны те, что ниже 40). Яйцо – 47.2, молоко – 45, мясо – 41.2-42.5, рыба – 40-42, пшеница – 27.6.

Современный вариант – PDCAAS – скорректированный аминокислотный коэффициент усвояемости белков. В качестве параметров использует усвояемость/содержание НАК/достаточность количества. Первый вариант в качестве «идеального» белка использовал скорректированный вариант под возрастную группу 2-5 лет т.е. максимально нуждающуюся в белке. Позже (1990) был пересчитан для группы 10-12 лет.

Однако, глядя на табличные значения возникает вопрос адекватности такого подхода и применимости его на практике под спортивные цели.
Казеин = яйцо = соевый белок = сывороточный белок = 1, говядина = 0.92, бобовые 0.52-0.69, арахис = 0.52, пшеница = 0.4
Все дело в подходе, когда после некоего уровня белок считается полноценным и значение округляется до 1. Данный подход уравнивает белки, хотя в реальности казеин и соя содержат малое, а яичный и сывороточный достаточное количество незаменимых серусодержащих аминокислот, но в системе шкалы PDCAAS они равны.
Существует шкала BV (Biological Value), предложенная в 1959 году Bernard L. Oser на основе индекса незаменимых аминокислот (EAA Index). В таком исчислении BV = 1.09*(EAA Index) – 11.7. Значения этой шкалы выглядят наиболее логичными и совпадающими с практическими результатами применения белков в спортивном питании.
Сывороточный белок очищенный - 110-159, концентрат сывороточного белка (КСБ) – 104, белок яичный цельный – 100, молочный белок – 91, яичный белок – 88, рыба – 83, говядина – 80, курица – 79, казеин – 77, соевый – 74

Таким образом, из значений шкалы BV и становятся очевидными те утверждения, которые мы часто встречаем в сети, а именно:

1) лучший белок для усвоения и стимулирования обменных процессов – белок сыворотки молока BV 104-159 (плюс самая быстрая скорость переваривания);
2) очищенный сывороточный белок в составе спортивного питания лучше, чем промышленный КСБ - BV (110-159) vs 104;
3) сравнение BV концентрата сывороточного белка с яичным белком, показывает формальную равноценность - 104 vs 100, однако, с учетом факта ограниченного применения яиц в цельном виде, для сравнения необходимо брать значение именно того, что мы называем яичным белком (белок без желтка). В таком случае будет иметь 104 vs 88 в пользу сывороточного протеина и по мере повышения его качества вплоть до 159 vs 88 в случае изолятов;

Использованная литература
1. Березов, Т. Т. Биологическая химия: Учебник / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. – 704 с., ил.
2. Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003. 779 с.
3. Уайт А., Хендлер Ф. Основы биохимии: в 3-х томах. Том 2. М.: Мир, 1981.
4. Диетология / Под ред. Барановского А. Ю. – СПб.: Питер. – 2012. 1024 с., ил.
5. Oser BL. An integrated essential amino acid index for predicting the biological value. In: Protein and Amino Acid Nutrition (ed by A.A. Albanese), New York: Academic Press. -1959. - pp. 281-295.

Посмотреть протеиновые продукты