Урок 6. Перетравлення, поглинання та метаболізм азотистих речовин у моногастрі і жуйних.
Білки - це високополімеризовані сполуки, які складаються з амінокислот. Вони також зв’язуються з небілковими компонентами. Білки є одними з найважливіших поживних речовин, поряд з ліпідами та вуглеводами. На додаток до своєї енергетичної функції (1 г білка забезпечує 4,1 ккал для організму), враховуючи їх азотисту природу, вони необхідні для синтезу власних сполук організму, що беруть участь у структурі мембран, разом з ліпідами, як глікопротеїни у функціях змащення і як нукліди, що дозволяють синтезувати власні білки в організмі, а також утворювати хромосоми та поділ клітин.
Харчова цінність білків залежить від їх засвоюваності, яка в свою чергу залежить від їх структури, тобто від їх амінокислотного складу. Вміст незамінних амінокислот визначає біологічну цінність, тобто найвище фізіологічне використання білка в організмі. Застосовується закон мінімуму, тобто якщо надходження незамінних амінокислот занадто обмежене, загальний вихід реакцій синтезу буде залежати від амінокислоти, яка присутня в найменшій кількості (обмежує амінокислоту). Найважливішими обмежувальними амінокислотами є лізин (крупи та картопля) та метіонін (м’ясо та молоко).
Для аналізу білка найважливішим є метод Кельдаля, датований 1883 роком. Як наслідок їх структури на основі окремих амінокислот, вміст азоту в білках коливається лише в дуже вузьких межах (від 15 до 18% і в середньому 16%). Для розрахунку загального білка або «сирого білка» харчового продукту, вміст азоту визначається в принципі після видалення органічної речовини сірчаною кислотою, остаточно обчислюючи вміст білка за допомогою коефіцієнта (загалом 6,25).
Окислювальне руйнування органічних сполук із сірчаною кислотою при температурах від 360 до 410 ° C є основою обробки Кельдаля, при якій визначаються не тільки вільні білки або амінокислоти, а й нуклеїнові кислоти та солі амонію. Також визначають зв’язаний азот ароматичних сполук, таких як піразин, циклопентапіразин, пірол та оксазол, а також зв’язаний органічний азот вітамінів, таких як B 1 (тіамін), B 2 (рибофлавін) та нікотинамід.
Однак, оскільки їжа, як правило, містить лише незначні кількості ароматичних азотистих сполук та вітамінів, така помилка вважається незначною. Крім того, цей метод не визначає азотний азот, синильний азот, гідразиновий азот або азогрупу, тому метод є особливо цікавим та відносно специфічним для визначення білків.
Білки складають найважливішу частину раціону. Вони є основними компонентами тканин тварин і необхідні для підтримки життєво важливих функцій, таких як оновлення тканин, розмноження, ріст і лактація. У овочах вони містяться в окремих кількостях, за винятком деяких випадків, таких як насіння бобових, які мають насиченість приблизно 20%. Зернові культури містять приблизно 10% білка, а інший важливий фрукт у раціоні свиней, такий як жолудь, становить близько 6%, що можна вважати поганим вмістом білка.
Хімічно вони є складними органічними сполуками з молекулярною масою від 5 000 до 1 000 000. Вони складаються з амінокислот, присутність яких у раціоні іноді є необхідною. У цьому сенсі моногстрики потребують попередньо сформованих амінокислот у своєму раціоні, щоб виробляти з ними білки свого організму, тоді як жуйні тварини можуть використовувати інші джерела азоту, оскільки вони мають особливу здатність синтезувати амінокислоти та утворювати білок з небілкового азоту. Ця здатність залежить від мікроорганізмів жуйних. Крім того, у жуйних існує механізм збереження азоту. Коли вміст азоту в раціоні низький, сечовина, кінцевий продукт метаболізму білків, може бути перероблена у рубці у великих кількостях. З іншого боку, у монобстриці сечовина завжди втрачається в сечі.
Враховуючи ці адаптації азотного обміну, можна годувати жуйних небілковими джерелами азоту і отримувати високоякісний білок.
Амінокислоти - це невеликі органічні молекули з однією аміногрупою (NH2) та однією карбоксильною групою (COOH). Велика кількість відомих білків складається лише з 20 різних амінокислот. Відомо 150 інших, які не входять до складу білків.
Як правило, кількість амінокислот, які утворюють білок, коливається від 100 до 300. Зв'язками, які беруть участь у первинній структурі білка, є пептидні зв'язки, які є амідними зв'язками, що утворюються між карбоксильною групою амінокислоти з аміногрупи іншої та елімінації молекули води. Незалежно від довжини поліпептидного ланцюга, завжди є аміно-кінцевий кінець і карбоксильний кінцевий кінець, які залишаються цілими.
Для кожного білка послідовність, тобто порядок розташування амінокислот, різна. Кількість можливих послідовностей настільки велика, що пояснюється велика кількість різних білків. Маючи асиметричний атом вуглецю, вони можуть представляти ізомерію. Ті з серії L - це ті, що використовуються тваринами. Синтетика міститься у двох змішаних формах (серії L та D), тому додані до раціону вони не настільки ефективні, як природні.
Кожен вид тварин може синтезувати лише деякі амінокислоти, необхідні йому для утворення білків, і тому залежить від раціону харчування тих, які він не може синтезувати. Ці амінокислоти вважаються необхідними і не тому, що вони є єдиними, необхідними для життя виду, а тому, що вони повинні бути включені в раціон. Кожен вид має свою групу незамінних амінокислот. Гетерутрофні організми можуть синтезувати більшість незамінних амінокислот.
Усі амінокислоти мають однакову загальну формулу: