Białka to polipeptydy (zawierające ponad 100 reszt aminokwasowych) powstałe w wyniku reakcji kondensacji aminokwasów białkowych o bardzo dużej masie cząsteczkowej, od 10 000 do 45 000 000 u. Są zasadniczymi elementami metabolicznymi i strukturalnymi komórek, tkanek oraz narządów roślin i zwierząt.
Syntetyzowane są częściowo z aminokwasów endogennych, które ustrój może sam wytwarzać, a poza tym z aminokwasów egzogennych, tzw. istotnych, pobieranych z pokarmów rozkładanych w procesie trawienia.
Dzielą się na proste (proteiny) i złożone (proteidy).
Białka proste zbudowane są tylko z aminokwasów, natomiast białka złożone składają się z białek prostych i grup o nieaminokwasowym charakterze, np. nukleotydów, kwasów nukleinowych (nukleoproteidy), cukrowców (glikoproteidy), atomu metalu (chromoproteidy), zwanych grupami prostetycznymi. Białkami prostymi są albuminy, globuliny, zaś białkami złożonymi są hemoglobina, insulina i wszystkie enzymy.
Białka pełnią wiele funkcji i w związku z tym można je podzielić na: transportujące, przechowujące, strukturalne, regulatorowe, toksyny, przeciwciała, hormony, enzymy i białka aparatu kurczliwego (aktyna i miozyna). Podział ten jest umowny, ponieważ białka mogą spełniać więcej niż jedną funkcję. Cząsteczki białek mogą przyjmować różne kształty, najczęstsze to: sferoidalne (białka globularne) i włókienkowe (białka fibrylarne).
Białka mają złożoną budowę. Możemy wyróżnić kilka struktur.
Struktura pierwszorzędowa to sekwencja (kolejność) reszt aminokwasowych w łańcuchu polipeptydowym lub białku.
Struktura drugorzędowa to przestrzenny układ łańcuchów polipeptydowych, stabilizowany wiązaniami wodorowymi. Wyróżnia się dwie struktury drugorzędowe białek: α - w postaci spirali i ß - w postaci dwóch równoległych pasm.
Struktura trzeciorzędowa to określone ułożenie łańcuchów białkowych w przestrzeni, stabilizowane poprzez oddziaływanie elektrostatyczne i hydrofobowe oraz tzw. wiązania disiarczkowe, utworzone w wyniku połączeń grup -SH reszt cysteinowych. Reakcja tworzenia tych mostków jest odwracalna. Tworzenie wiązania -S-S- zachodzi pod wpływem czynników utleniających, a jego rozerwanie pod wpływem czynników redukujących.
Oprócz tych trzech struktur niektóre białka, np. hemoglobina, posiadają strukturę czwartorzędową, którą stanowią połączone ze sobą cząsteczki białka, o określonych strukturach trzeciorzędowych. Budowa przestrzenna białek jest odpowiedzialna za ich funkcje biologiczne.
Właściwości białek
Reakcją charakterystyczną dla białek jest próba ksantoproteinowa (pod działaniem stężonego HNO3 białko wytrąca się i żółknie na skutek nitrowania pierścienia aromatycznego reszty aminokwasu tyrozyny lub fenyloalaniny, znajdującej się w łańcuchu).
Reakcją charakterystyczną, pozwalającą wykryć wiązania peptydowe, jest reakcja biuretowa (świeżo strącony wodorotlenek miedzi (II) po dodaniu do badanego roztworu zawierającego białko tworzy rozpuszczalny w wodzie związek kompleksowy o fioletowym zabarwieniu). Pod wpływem wielu czynników, takich jak: stężone kwasy, zasady, sole metali ciężkich, alkohole lub wysoka temperatura, białka tracą bezpowrotnie swą charakterystyczną strukturę przestrzenną (następuje denaturacja białka). Białko jaja kurzego rozpuszcza się w wodzie, tworząc roztwór koloidowy. Przyczyną tego jest duży rozmiar cząsteczek oraz oddziaływania hydratacyjne z cząsteczkami wody (tworzą się wiązania wodorowe między cząsteczką białka a cząsteczkami wody). Otoczkę hydratacyjną białek można zniszczyć przez dodanie do roztworu białka mocnego elektrolitu, którego jony są silniej solwatowane przez cząsteczki wody. Następuje wówczas strącenie białka z roztworu, zwane wysoleniem. Proces ten nie narusza struktury przestrzennej cząsteczki białka i dlatego jest odwracalny.
Tłuszcz - specyficzny rodzaj szerszej grupy związków - lipidów, będący chemicznie estrem, w którym trzy cząsteczki kwasów tłuszczowych są połączone z gliceryną. Inne nazwy tłuszczów to: trójglicerydy, triglicerydy.
Tłuszcze w organizmie są magazynowane w tkance tłuszczowej, która pełni funkcję magazynu energii, a także cieplnej izolacji oraz mechanicznej osłony.
Tłuszcze dzielą się na:
nienasycone, w których występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wiązania podwójne. Tłuszcze te występują w dużych ilościach w roślinach i są zwykle w temperaturze pokojowej ciekłe.
nasycone, w których nie występują reszty kwasów tłuszczowych posiadających w łańcuchu węglowodorowym wiązania podwójne. Tłuszcze te są produkowane przede wszystkim przez zwierzęta.
Tłuszcze roślinne są związkami nienasyconymi, a więc estrami gliceryny i nienasyconych kwasów karboksylowych, na przykład kwasu oleinowego. Są to m.in.: oliwa, olej rzepakowy, słonecznikowy, arachidowy, lniany, masło kakaowe - zazwyczaj ciekłe tłuszcze z nasion, owoców, kiełków. Po wydobyciu z roślin są oczyszczane, utwardzane lub odwadniane, a następnie używane w przemyśle spożywczym, mydlarskim, włókniarskim i w lecznictwie.
Tłuszcze w niewielkich ilościach są niezbędnym składnikiem pokarmowym ludzi. Są one głównym źródłem gliceryny i kwasów tłuszczowych, z których są syntezowane w organizmie własne tłuszcze i inne lipidy. Spożywanie nadmiaru tłuszczów - zwłaszcza nasyconych - sprzyja jednak chorobom układu krążenia i powoduje nadwagę. W rozwiniętych krajach uprzemysłowionych większość ludzi spożywa kilkakrotny nadmiar tłuszczów, a część ludzi nawet kilkunastokrotny.
Tłuszcze zwane tłuszczami jadalnymi mają szerokie zastosowanie kulinarne. W kuchni występują one w formie wysoko skoncentrowanych produktów, takich jak masło, smalec, olej i oliwa. Służą one do smarowania chleba oraz pieczenia i smażenia potraw.
Wartość energetyczna tłuszczu: 1 g = 9 kcal
węglowodany
Wstęp
Węglowodany - (inaczej sacharydy lub potocznie cukry) to związki organiczne - wielowodorotlenowe alkohole składające się z węgla, wodoru i tlenu, w których stosunek wodoru do tlenu jest taki sam jak w wodzie (H2O), czyli 2:1. Znajdują się we wszystkich powszechnie występujących roślinach: zbożach, ziemniakach, roślinach strączkowych, owocach, a także w organizmach zwierzęcych.
Funkcje
są głównym, najtańszym i najłatwiej dostępnym źródłem energii, służącej przede wszystkim do utrzymywania stałej ciepłoty ciała, pracy narządów wewnętrznych oraz do wykonywania pracy fizycznej. Z 1 g węglowodanów wyzwalają się 4 kcal,
glukoza jest prawie wyłącznym źródłem energii dla mózgu i mięśni,
węglowodany pozwalają na oszczędną gospodarkę białkami i tłuszczami,
węglowodany dostarczane w pożywieniu lub syntetyzowane w ustroju, stanowią materiał budulcowy dla wytwarzania elementów strukturalnych komórek lub substancji biologicznie czynnych (galaktoza, ryboza, kwas galakturonowy, amonocukry, acetylowane cukry, itd.),
węglowodany nie przetworzone (całościowe) odgrywają dużą rolę w gospodarce wodno-mineralnej, zmniejszając wydalanie tych składników,
biorą udział w budowie błon komórkowych,
niektóre wielocukrowce (błonnik) choć nie są przez organizm człowieka trawione i przyswajane, to jednak odgrywają dużą rolę w regulowaniu perystaltyki przewodu pokarmowego.
MAKROELEMENTY
Wapń Wapń wchodzi w skład materiału budulcowego kości i szkliwa. W sumie 99% tego pierwiastka buduje strukturę kości i szkliwa. Wapń przez cały czas podlega przemianom polegającym na wbudowywaniu do kości i szkliwa oraz resorpcji. Oprócz tego procesu jest wykorzystywany do przenoszenia impulsów nerwowych, do regulacji układu krzepnięcia, regulacji rytmu serca oraz wchłaniania witaminy B12. Układ hormonalny i witamina D wpływają na gospodarkę wapniową organizmu. Organizm nie jest w stanie wchłonąć tego pierwiastka bez udziału witaminy D. Ostatnie badania wykazały, iż wapń pełni bardzo znaczącą role w organizmie i prawdopodobnie wpływa także na kontrolę ciśnienia tętniczego.
Prawidłowe stężenie wapnia redukuje ryzyko wystąpienia chorób serca, udarów, raka jelita grubego oraz kamieni nerkowych.
źródła
Wszystkie produkty nabiałowe oprócz masła
Fasola, groch
Warzywa (buraki, kapusta włoska, kapusta ogrodowa, szpinak-NIE)
Ości znajdujące się w puszkach z rybami konserwowymi
Niedobory
Objawy: Opóźnienie wzrostu, deformacja, łamliwość i zniekształcenie kości u dzieci, problemy z uzębieniem, osteoporoza u dorosłych
Z drugiej strony należy pamiętać, iż zwiększona ilość wapnia powoduje zahamowanie wchłaniania żelaza i cynku.
Fosfor Fosfor jest podobnie jak wapń i żelazo niezbędnym pierwiastkiem potrzebnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Około 80-90% fosforu występuje w organizmie w kościach i szkliwie zębów, zazwyczaj w połączeniu z wapniem. Fosfor w postaci kwasu fosforowego występuje jako składnik kwasu DNA i RNA i bez niego komórki nie są w stanie prawidłowo wzrastać, dzielić się i funkcjonować. Wiele enzymów oraz kompleks witamin z grupy B wymaga fosforu do prawidłowego funkcjonowania. Fosfor jest podstawą metabolizmu węglowodorów, tłuszczu i białek. Pierwiastek ten umożliwia rozprowadzanie substancji odżywczych w organizmie.
Źródło
Wszystkie produkty bogate w białko (ser żółty, jaja, mleko, pozostały nabiał, mięso, ryby)
Produkty pełnoziarniste
Ciemny ryż
Deficyt
Objawy: Niedobory i symptomy z nimi związane spotykamy bardzo rzadko. Jest to związane z występowaniem fosforu prawie we wszystkich produktach spożywczych. Naukowcy przeprowadzili badania na zwierzętach, w których byli w stanie doprowadzić do pełnoobjawowej krzywicy, ciężkich niedoborów witaminy D objawiających się utratą wapnia - wszystko to wystąpiło w przebiegu ograniczenia podaży fosforu w diecie.
Sód
Potas Potas bezpośrednio związany jest z sodem i zapewnia prawidłową gospodarkę wodną organizmu. Uważa się, że jest także niezbędny do prawidłowego spalania węglowodanów i białek.
Źródło:
Większość owoców (banany, sok pomarańczowy)
Warzywa - ziemniaki
Nabiał - jogurt
Ryby
Mięso
Drób
Niedobory
Objawy:
Pobudzenie, osłabienie, wymioty, mdłości, zaburzenia zachowania, nieregularne bicie serca. Potas jest zdecydowanie mniej eliminowany z potem niż podczas przedłużających się wymiotów, biegunki, stosowania leków odwadniających.
Siarka Organizm ludzki wykorzystuje siarkę jako składnik witaminy B1 (tiaminy), metioniny niezbędnej do budowy aminokwasów. Siarka stabilizuje połączenia białkowe, szczególnie wchodzi w skład tych białek, które budują włosy, paznokcie, skórę. Nie ma wskazań co do dobowego zapotrzebowania na siarkę jak również nie spotyka się chorób związanych z jej niedoborem.
Źródła
Białka pochodzenia mięsnego
Jaja
Mleko
Chlor Podstawowe informacje
Chlor jest nie tylko składnikiem wybielaczy do tkanin i środkiem bakteriobójczym dodawanym do uzdatniania wody, ale także niezbędnym mikroelementem. Jest składnikiem soku żołądkowego i wchodzi w skład kompleksu asymilującego witaminę B 12.
Źródła:
Sól kuchenna
Produkty pochodzenia zwierzęcego
MIKROELEMENTY
Żelazo Pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Głównym źródłem żelaza w organizmie jest hemoglobina - czerwony barwnik transportujący tlen zawarty w krwince czerwonej. Hemoglobina wiąże tlen w płucach i rozprowadza po całym organizmie, bez żelaza nie było by to możliwe. Mioglobina odbiera tlen od krwinek czerwonych i wykorzystuje go do pracy mięśni. Żelazo wiąże również dwutlenek węgla w hemoglobinie i transportuje go do płuc, skąd jest on usuwany. Pierwiastek ten jest także składnikiem wielu enzymów i białek biorących udział w metabolizmie organizmu.
Źródła:
Melasa
Wątroba
Mięso
Fasola
Krewetki
Płatki śniadaniowe
Chleb pełno pszenny
Brokuły
Groch
Szpinak
Niedobory
Objawy: Niedobory żelaza w organizmie u dzieci często współistnieją z ADHD (zespół zaburzeń zachowania u dzieci), objawy wyczerpania, niemożność koncentracji. Często te objawy pojawiają się wcześniej niż wykrywanie obniżonego poziomu żelaza we krwi. Spowodowane jest to tym, iż mózg dziecka znacznie wcześniej reaguje na zmiany poziomu żelaza niż są to w stanie wykryć standardowe testy. Dorośli, u których występują niedobory żelaza często stają się apatyczni i objawy te poprzedzają rozwój anemii.
W przypadku niedoboru żelaza hemoglobina nie jest w stanie związać odpowiedniej ilości tlenu, tak aby zapewnić jego stały dowóz do tkanek. Anemia objawia się: osłabieniem, bólami głowy, apatią i bladością skóry.
Cynk Organizm ludzki nie jest w stanie funkcjonować bez tego pierwiastka, należącego do grupy metali ciężkich. Jest niezbędny do syntezy DNA i RNA, białek, insuliny i nasienia. Bierze udział w metabolizmie węglowodanów, tłuszczy, białek i alkoholu. Współdziała z witaminą A. Ponad 70 różnych enzymów wymaga cynku do prawidłowego działania. Jest także integralną częścią tkanek i wpływa na prawidłowe gojenie ran, prawidłowy wzrost i rozwój płodu. Możliwe, że bierze udział w zapobieganiu rozwojowi przeziębienia, wówczas, gdy stosuje się go regularnie.
Źródła
Produkty bogate w białko
Mięso
Drób
Produkty pełno pszenne
Niedobory
Objawy: Zahamowanie wzrostu, utrata apetytu, zaburzenia gojenia ran. Niektóre potrawy bogate w błonnik mogą wiązać cynk w przewodzie pokarmowym i zaburzać jego wchłanianie.
Miedź Miedź jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Bierze udział w wytwarzaniu czerwonych krwinek, w tworzeniu kości i kolagenu, w prawidłowym gojeniu ran, we wchłanianiu i transporcie żelaza, w metabolizmie kwasów tłuszczowych i w powstawaniu RNA (kwasu rybonukleinowego).
Źródła:
Zboże
Orzeszki ziemne
Małże
Wątróbka
Płatki
Żółtka jaj
Mangan Mangan jest pierwiastkiem niezbędnym w śladowych ilościach do prawidłowego funkcjonowania. Bierze udział w budowie enzymów metabolizujących glukozę i kwasy tłuszczowe, jest elementem strukturalnym kości i skóry. Prawie nie spotyka się chorób związanych z niedoborem tego pierwiastka. Niekiedy u osób nadużywających suplementacji preparatami mikroelementów oraz u osób pijących wodę z dużą zawartością manganu może dojść do przedawkowania tego elementu. Prowadzi to do demencji, schizofrenii, pogłębienia choroby Parkinsona. Prawdopodobnie bezpieczna dawka dzienna u dorosłych wynosi około 2 do 5 mg.
Źródła:
Zboża
Orzechy
Owoce
Herbata
Jod Jod jest jednym z podstawowych pierwiastków niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Wchodzi w skład hormonów wydzielanych przez gruczoł tarczowy, które biorą udział w regulowaniu podstawowych funkcji życiowych: kontrolują temperaturę, układ nerwowy, mięśniowy, podział komórek.
Źródła:
Sól jodowana
Jarzyny
Ryby
Fluor Fluor jest mikroelementem biorącym udział w aktywacji i zahamowaniu działania niektórych enzymów. Jest obecny we wszystkich tkankach organizmu. W kościach, zębach osiąga zdecydowanie większe stężenie niż w innych tkankach.
Czy fluor jest niezbędnym mikroelementem? Niektórzy twierdzą, że tak. Niewątpliwie fluor wpływa na budowę i przemianę szkliwa. Z tego powodu woda jest wzbogacana o sole fluoru.
Źródła:
Żelatyna
Ryby
Małże
Krewetki
Woda pitna
Przedawkowanie i objawy uboczne:
Fluor jest łatwo przyswajalnym pierwiastkiem, niekiedy może być bardzo toksyczny. Zbyt dużo fluoru może zniszczyć szkliwo.