METODY OCENY WARTOŚCI BIAŁKA
Białka są podstawowym składnikiem budulcowym tkanki mięśniowej. Od ilości i jakości białek zawartych w diecie człowieka zależy wielkość przyrostu masy mięśniowej. Bardzo dawno stwierdzono, że poszczególne białka maja różną wartość w żywieniu zwierząt i człowieka. Od dawna próbowano znaleźć metody na określenie wartości białka. W chwili obecnej istnieje szereg metod, które możemy podzielić na trzy grupy:
1. Metody biologiczne
- BV
- PER
- Rzeczywista Strawność Białka
- NPU
2. Metody chemiczne
- CS (Blocka i Mitchella)
- EAAI (Osera)
3. Metody pośrednie
- PDCAAS (FAO/WHO)
Ad. 1. METODY BIOLOGICZNE
Metody biologiczne opierają się na ocenie wartości białka w testach żywieniowych na żywych zwierzętach (najczęściej na szczurach) lub ludziach. Z tego powodu są drogie, długotrwałe i obarczone wieloma odchyleniami wywołanymi zmiennością organizmów żywych i ich funkcjonowania (szczególnie jeśli przenosimy wyniki badań na zwierzętach – n.p.: szczurach - do rozważań na temat ludzi).
Najszerzej stosowaną metodą jest, opracowana przez Thomasa i Mitchella na początku XX wieku, ocena Biologicznej Wartości białka (BV) na podstawie wielkości retencji (czyli zatrzymania ) azotu (charakterystycznego składnika białek). Wartość biologiczna białka jest to procentowa ilość azotu zatrzymanego w organizmie w stosunku do ilości azotu strawionego i wchłoniętego. Przy najniższej wartości BV – równej „zero” – całe strawione i wchłonięte białko ulegnie rozkładowi w procesach katabolicznych i zostanie wydalone w postaci azotu w moczu. Przy najwyższej wartości BV – równej 1 – cała ilość strawionego i wchłoniętego w postaci aminokwasów białka z diety pokarmowej zastanie zużyta do budowy tkanek organizmu człowieka.
Wzór na obliczenie współczynnika BV jest następujący:
Nop – (Nok – Nmk) – (Nom – Nem)
BV = ------------------------------------- x 100
Nop – (Nok – Nmk)
Gdzie:
Nop – ogólna ilość azotu pobranego w diecie
Nok – ogólna ilość azotu wydalonego w kale
Nom – ogólna ilość azotu wydalona w moczu
Nmk – ilość azotu metabolicznego (pochodzącego z organizmu, a nie z diety) wydalonego w kale
Nem - ilość azotu endogennego (pochodzącego z organizmu, a nie z diety) wydalonego w moczu
Innym równie znanym i starym miernikiem jest Współczynnik Wydajności Wzrostowej (PER), opracowany przez Osborne’a także na początku XX wieku. PER jest to stosunek przyrostu masy ciała badanego osobnika (zwierzęcia lub człowieka) do ilości białka spożytego w czasie doświadczenia.
Wzór na obliczenie współczynnika PER jest następujący:
Bk – Bp
PER = ------------------
I
Gdzie:
Bk - ciężar ciała osobnika badanego po zakończeniu doświadczenia
Bp - ciężar ciała osobnika badanego na początku doświadczenia
I - ilość białka pobranego w trakcie doświadczenia
Rzeczywista Strawność Białka jest to procentowy stosunek ilości białka wchłoniętego do ilości białka pobranego. Białko strawne to ta część białka zawartego w diecie, które po spożyciu przez człowieka może być – potencjalnie – w całości wykorzystane do budowy tkanki mięśniowej. Potencjalnie – ponieważ w niesprzyjających warunkach część strawionego białka może ulec rozpadowi w procesach katabolicznych i zostanie wydalona w postaci azotu w moczu.
NPU (Net Protein Utilization) Współczynnik Wykorzystania Białka Netto jest iloczynem (wynikiem pomnożenia) Rzeczywistej Strawności Białka przez jego Wartość Biologiczną. Ten wskaźnik w większym , dokładniejszym stopniu określa wartość odżywczą białka niż Współczynnik Strawności, uwzględniając parametry wpływające na możliwość wykorzystania białka na cele budulcowe – czyli zawartość aminokwasów egzogennych.
Poniżej przedstawiono, przygotowane przez E. Rennera w 1983 r., zestawienie wartości wybranych wskaźników dla niektórych rodzajów białka, oraz wartości przedstawiane przez innych autorów (zaznaczone *)
Rodzaj białka BV (%) PER (g /g) NPU
Białko jaja kurzego 100 3,8 94
Białko mleka 91 3,1 82
Kazeina 77 2,9 76
Kazeina * 69* 2,3* -
Laktoalbumina * 85* - -
(podstawowe
białko serwatkowe)
Białko sojowe 74 2,1 61
Białko pszenicy 54 1,5 41
Ad. 2. METODY CHEMICZNE
Drugą grupę metod oceny wartości białka stanowią metody chemiczne. Oceniają one wartość odżywczą białka na podstawie składu aminokwasowego, określonego metodami chemicznymi. W metodach tych stosuje się porównanie wartości poszczególnych białek do białka wzorcowego, białka o modelowej , najwyższej wartości odżywczej.
Z roku 1946 pochodzi metoda Chemical Score (CS) Blocka i Mitchella, która polega na porównaniu zawartości 10 aminokwasów egzogennych w białku badanym i białku wzorcowym – białku jaja kurzego. Wartość białka uzależniona jest od aminokwasu limitującego (występującego w najmniejszej ilości) i wyrażona jest procentowym stosunkiem jego zawartości w badanym białku do zawartości tego aminokwasu w białku jaja kurzego.
Opracowany kilka lat później Wskaźnik Aminokwasowy Osera - Essential Amino Acid Index (EAAI) również porównuje badane białko do
białka jaja kurzego – ale uwzględnia już zwartość wszystkich aminokwasów egzogennych w porównywanych białkach.
Wzór na wyliczanie EAAI jest następujący:
n ----------------------------
EAAI = √ 100a . 100b . ..... 100j
ae be je
gdzie: a, b, ...j - aminokwasy egzogenne badanego białka
ae , be , .....je - aminokwasy egzogenne w jaju kurzym
n - liczba aminokwasów
Od dziesięcioleci, w wielu laboratoriach na całym świcie prowadzone są badania nad ustaleniem zapotrzebowania zwierząt i ludzi na aminokwasy. Zagadnienie to poznawane jest coraz lepiej. Wiemy już, że zapotrzebowanie szczurów laboratoryjnych na aminokwasy jest inne niż człowieka. Różni się ono między innymi z powodu większego zapotrzebowania na aminokwasy siarkowe potrzebne do rozwoju okrywy włosowej (stanowiącej ważniejszy element zapotrzebowania u szczurów niż u ludzi) oraz z powodu szybszego tempa wzrostu szczurów. Dlatego też wyników otrzymanych w badaniach laboratoryjnych na szczurach nie można przenosić wprost na model żywienia człowieka. Wiemy już także, że żadne białko nie odpowiada ściśle zapotrzebowaniu człowieka, dlatego też metody porównywania wartości białka do wzorca białka jaja kurzego nie dają prawdziwego obrazu zagadnienia. FAO , na podstawie wyników wielu badań podało prowizoryczny wzorzec aminokwasowy dla białka „idealnego” – takiego, które całkowicie pokrywałoby potrzeby bytowe na aminokwasy egzogenne i zapewniało maksymalny wzrost człowieka. Równocześnie przyjęto „bezpieczny” dzienny poziom pobrania białka wysokiej jakości przez człowieka, który wynosi dla dzieci szkolnych ( 10-12 lat) - 0,99 g/kg masy ciała/dzień ; dla dorosłego – 0,75 g/kg masy ciała/dzień. Należy tu zaznaczyć, że we wzorcu FAO/WHO/UNU (1985) przyjęto potrzeby człowieka wykonującego umiarkowaną pracę a nie potrzeby wyczynowego sportowca.
Wzorzec ten wygląda następująco (ilość aminokwasów w mg/g białka)
Aminokwas Niemowlęta Dzieci przedszkolne Dzieci szkolne Dorośli
(2 – 5 lat) (10-12 lat)
Histydyna 26 19 19 16
Izoleucyna 46 28 28 13 Leucyna 93 66 44 19
Lizyna 66 58 44 16 Metionina
+Cystyna 42 25 22 17
Fenyloalanina
+ Tyrozyna 72 63 22 19
Treonina 43 34 28 9
Tryptofan 17 11 9 5
Wanilina 55 35 25 13
Obecne, nowoczesne metody oceny wartości odżywczej białka opierają się na wynikach najnowszych badań doświadczalnych i , na bieżąco korygowanych, wzorcach takich jak ten przedstawiony wyżej.
Ad. 3. METODY POŚREDNIE
W 1991 opublikowany został raport FAO/WHO w którym zarekomendowano stosowanie metody Wskaźnika Aminokwasowego Skorygowanego na Strawność Białka (PDCAAS), jako najbardziej wartościowej metody oceny jakości białka. Metoda ta została oficjalnie zaadoptowana przez Food & Drug Administration Stanów Zjednoczonych do oceny i znakowania białek dla potrzeb żywieniowych.
Metoda PDCAAS opiera się na oznaczaniu Wskaźnika Aminokwasowego przez porównanie badanego białka ze wzorcem aminokwasowym FAO/WHO dla dzieci przedszkolnych, który jest wyższy od wzorca dla dzieci szkolnych i dorosłych. Wskaźnik dla aminokwasu limitującego mnożony jest następnie przez strawność białka. Zgodnie z tą metodą „idealne„ białko, które pokrywa zapotrzebowanie organizmu ludzkiego na wszystkie aminokwasy egzogenne (wzorzec FAO dla dzieci przedszkolnych) posiada wartość 1,0. W sytuacji tej, wiele rodzajów białka posiada wartość arytmetycznie przewyższająca 1,00 – w tych wypadkach postanowiono skorygować ich wartość do 1,00.
Przykładowe wartości współczynnika PDCAAS dla niektórych rodzajów białek
Źródło białka PDCAAS wyliczony PDCAAS skorygowany
Białko jaja kurzego 1,19 1,00
Białko mleka 1,21 1,00
Kazeina 1,23 1,00
Białko sojowe 0,91 0,91
Białko pszenicy 0,43 0,43
Jak wynika z powyższego przeglądu, kwestia oceny wartości odżywczej białka jest zagadnieniem badanym od dawna, w sposób szalenie wszechstronny. Istnieje szereg sposobów (metod) oceny wartości odżywczej białka, które różnią się między sobą stopniem skomplikowania, kosztami, czasochłonnością i wartością wyników w odniesieniu do warunków żywienia człowieka.
Pamiętać jednak należy, że żadna ze stosowanych metod nie daje możliwości rzeczywistej oceny jaką wartość będzie miało dane białko w naszej konkretnej diecie.
Metody chemiczne i pośrednie za podstawę do oceny przyjmują zawartość i skład frakcji aminokwasów egzogennych.
Metody biologiczne – wyniki doświadczeń żywieniowych przeprowadzanych najczęściej na zwierzętach (szczurach), w określonych , doświadczalnych warunkach, przy zastosowaniu pewnych standardowych diet.
Pomiędzy poszczególnymi wskaźnikami oceny wartości odżywczej białka istnieją pewne korelacje (zależności) jednak porównywanie wyników różnych badań jest trudne i obarczone sporym błędem. Często spotykamy również różne wartości tego samego wskaźnika oznaczonego dla tego samego rodzaju białka przez różnych autorów, w różnych doświadczeniach.
W zależności od zabiegów stosowanych w procesie produkcji różnić się może także wartość białka tego samego typu produktu n.p. koncentratu białek serwatkowych WPC 80.
Rzeczywiste wykorzystanie białka w organizmie jest natomiast zagadnieniem jeszcze innego rodzaju i uzależnione jest od szeregu różnorodnych czynników, które trudno poddają się całkowitej kontroli i standaryzacji. Niektóre z nich podajemy niżej:
- stan fizjologiczny badanego organizmu, stan zdrowia, kondycja fizyczna, rodzaj i natężenie wykonywanej pracy,
- wartość energetyczna całkowitej pobieranej diety pokarmowej,
- zawartość składników mineralnych i witamin w diecie,
- wartość smakowa diety
- i szereg innych.
Dlatego też wszelkie wskaźniki wartości odżywczej białka należy traktować jedynie jako wskazówkę w komponowaniu własnej diety i wyborze odpowiedniego białka a wszelkie próby porównań pomiędzy poszczególnymi produktami na podstawie wskaźników podawanych za różnymi źródłami, jako obarczone dużym błędem.
(dane pochodzą z opracowania naszego dyrektora ds. technologii i rozwoju produktu)
Dariusz Szpineta
pag-man
Anonim
SONBATY
Zwierz
